完全互溶双液系气液均衡相图的绘制

五、数据处理
阿贝折射仪温度：25℃ 大气压：98.56KPa
无水乙醇沸点：78.8℃ 环乙烷沸点：77.3℃
表 2.3 环乙烷—乙醇标准溶液的折光率
x环乙烷
0
0.25
0.5
0.75
1.0
折光率
1.3502
1.3705
1.388
1.407
1.4229
混和液编 号
1 2 3 4 5 6 7 8
混和液近 似组成
四、 实验步骤
1. 环已烷—乙醇溶液折光率与组成工作曲线的测定
调节恒温槽温度并使其稳定，恒温水使阿贝折射仪上的温度稳定在某一
定值，测量系列环已烷—乙醇标准溶液在此温度下的折光率。为了适应季
节的变化，可选择若干温度测量，一般可选 25℃，30℃，35℃三个温度。
2. 无水乙醇沸点的测定
将干燥的沸点仪安装好。从侧管加入约 20mL 无水乙醇于蒸馏瓶内，并
t / oC
t / oC
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，通系电1，力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2，下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷，32调需3各控要类试在管验最路；大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷，下安要与全加过，强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中；中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整，理核或高对者中定对资值某料，些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒，卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置，接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资，，料要编试求5写、卷技重电保术要气护交设设装底备备置。4高调、动管中试电作线资高气，敷料中课并设3试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术，技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方；资式对料，整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资，课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试，且技合进术理行，利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。：对对在于于分调差线试动盒过保处程护，中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技，，术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板，变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生；握内同图部一纸故线资障槽料时内、，设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷，试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高，技中要术资进资料行料试检，卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。根据两组分间溶解度的不同，可分为 完全互溶、部分互溶和完全不互溶 3 种情况。两种挥发性液体混合形成完全互溶体系时， 如果该两组分的蒸气压不同，则混合物的组成与平衡时气相的组成不同。当压力保持一定， 混合物沸点与两组分的相对含量有关。
恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气—液平衡相图（ T x 图），根据体系对拉乌
1.3580 1.3624 1.3758 1.3784 1.3992 1.4116 1.4156 1.4199
由图得关系式： y 0.0727x 1.3502 。
2. 根据工作曲线插值求出各待测溶液的气相和液相平衡组成，填入表中。以气、液两相 组成为横轴，沸点为纵轴，绘出气相与液相的沸点—组成（T-x）平衡相图。
质的量分数 x环已烷 为 0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 的环已烷—乙醇标准溶液，
各种组成的环已烷—乙醇混和溶液；已知 101.325KPa 下，纯环已烷的沸点
为 80.1℃，乙醇的沸点为 78.4℃。25℃时，纯环已烷的折光率为 1.4264，
乙醇的折光率为 1.3593。
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，通系电1，力过根保管据护线0生高不产中仅工资22艺料22高试可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料22荷试，下卷而高总且中体可资配保料置障试时23卷，23调需各控要类试在管验最路；大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷，下安要与全加过，强度并看2工且55作尽22下可2都能护1可地关以缩于正小管常故路工障高作高中；中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整，理核或高对者中定对资值某料，些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒，卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置，接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资，，料要编5试求写、卷技重电保术要气护交设设装底备备4置。高调、动管中试电作线资高气，敷料中课并3设试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术，技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方；资式对料，整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资，课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试，且技合进术理行，利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。：对对在于于分调差线试动盒过保处程护，中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技，，术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板，变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生；握内同图部一纸故线资障槽料时内、，设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷，试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高，技中要术资进资料行料试检，卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
tA
A
xB
(a)
B
tB
tA
A
x B
(b)
图 2.7 二组分真实液态混合物气—液平衡相图（T-x 图） 后两种情况为具有恒沸点的双液系相图。它们在最低或最高恒沸点时的气相和液相组成 相同，因而不能像第一类那样通过反复蒸馏的方法而使双液系的两个组分相互分离，而只 能采取精馏等方法分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。 为了绘制双液系的 T-x 相图，需测定几组原始组成不同的双液系在气—液两相平衡后的 沸点和液相、气相的平衡组成。 本实验以环已烷—乙醇为体系，该体系属于上述第 3 种类型。在沸点仪（如图 2.8 所示） 中蒸馏不同组成的混合物，测定其沸点及相应的气、液二相的组成，即可作出 T-x 相图。 本实验中气液两相的组成均采用折光率法测定。 折光率是物质的一个特征数值，它与物质的浓度及温度有关，因此在测量物质的折光率
t / oC
x'
B
tB tA
A
实验室 528
老师鉴定
成绩评定
xB x' B
(c)
tB
时要求温度恒定。溶液的浓度不同、组成不同，折光率也不同。因此可先配制一系列已知 组成的溶液，在恒定温度下测其折光率—组成工作曲线，便可通过测折光率的大小在工作 曲线上找出未知溶液的组成。 三、仪器与试剂 沸点仪，阿贝折射仪，调压变压器，超级恒温水浴，温度测定仪，长短取样管；环已烷物
姓名
专业
四川理工学院实验报告
系：材化系 课程名称：简明物理化学实验 日期：2011 年 4 月 18 日
材料科学与工程
实验名称 完全互溶双液系气液平衡相图的绘制
学号
班号 2009 级 2 班
一、实验目的 （1） 测定常压下环已烷—乙醇二元系统的气液平衡数据，绘制沸点—组成相图； （2） 掌握双组分沸点的测定方法，通过实验进一步理解分馏原理； （3） 掌握阿贝折射仪的使用方法。 二、实验原理
温度稳定后，记下温度计的读数，即为溶液的沸点。
切断电源，停止加热，先用吸管从小槽中取出气相冷凝液，迅速测定各自的折光率。用
烧杯盛水冷却液相，再从侧管处吸出少许液相，迅速测定各自的折光率。剩余溶液倒入回
ຫໍສະໝຸດ Baidu
收瓶。
按 1 号溶液的操作，依次测定 2，3，4，5，6，7，8 号溶液的沸点和气—液平衡时的
气、液相折光率。
4. 测定系列浓度待测溶液的沸点和折光率
同第 2 步操作，从侧管加入约 20mL 预先配制好的 1 号环乙烷—乙醇溶液于蒸馏瓶内，
并使传感器（温度计）浸入溶液内，将液体加热至缓慢沸腾。因最初在冷凝管下端小槽内
的液体不能代表平衡气相的组成，为加速达到平衡，须连同支架一起倾斜蒸馏瓶，使小槽
中的气相冷凝液倾回蒸馏瓶内，重复 3 次（注意：加热时间不宜太长，以免物质挥发），待
图 2.8 构
使传感器（温度计）浸入液体内。冷凝管接通冷凝水。将稳流电源电流调 沸点仪的结 至 1.8～2.0A，使加热丝将液体加热至缓慢沸腾，待温度计的读数稳定后再
维持 3～5min，以使体系达到平衡。记下温度计的读数，即为无水乙醇的
沸点，同时记录大气压力。
3. 环乙烷沸点的测定
同第 2 步操作测定环乙烷的沸点。测定前应注意，必须将沸点仪清洗干净并干燥。
尔定律的偏差情况，可分为 3 类： （1） 一般偏差：混合物的沸点介于两种纯组分之间，如甲苯—苯体系 ，如图 2.7（a）
所示。 （2）最大负偏差：存在一个最小蒸气压值，比两个纯液体的蒸气压都小，混合物存在着最 高沸点，如盐酸—水体系，如图 2.7（b）所示。 （3）最大正偏差：存在一个最大蒸气压值，比两个纯液体的蒸气压都大，混合物存在着最 低沸点，如正丙醇—水体系，如图 2.7（c）所示。
x环乙烷
表 2.4 环乙烷—乙醇混合液测定数据
沸点/℃
75.4 72.6 64.7 63.7 62.5 62.2 67.2 71.3
1. 作出环乙烷—乙醇标准溶液的折光率—组成关系图，得工作曲线。
1.43
1.42
1.41
1.4
1.39
1.38
1.37
1.36
1.35
1.34
0
0.25
液相分析 折光率
折光率
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，通系电1，力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2，下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷，32调需3各控要类试在管验最路；大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷，下安要与全加过，强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中；中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整，理核或高对者中定对资值某料，些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒，卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置，接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资，，料要编试求5写、卷技重电保术要气护交设设装底备备置。4高调、动管中试电作线资高气，敷料中课并设3试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术，技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方；资式对料，整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资，课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试，且技合进术理行，利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。：对对在于于分调差线试动盒过保处程护，中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技，，术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板，变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生；握内同图部一纸故线资障槽料时内、，设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷，试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高，技中要术资进资料行料试检，卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。