气液平衡相图的测定
物理化学实验报告-水、正丙醇双液系汽液平衡相图的测定
水-正丙醇双液系汽液平衡相图的测定摘要：本实验以水-正丙醇的双液体系为例，对双液系的气液平衡进行研究。
实验中通过测定不同正丙醇浓度百分比的折光率，绘制双液系气液平衡相图，并确定其最低恒沸点温度及其组成。
关键词：双液系汽液平衡相图最低恒沸混合物折光率The Determination of Vapor-Liquid Equilibrium Phase Diagram of Water & n-Propyl Alcohol SystemAbstract: In this experiment, we use water & n-propyl alcohol system for example to research the balance of binary-liquid system. We measure the refractive of these solutions and then find out the composition from a composition-refractive index of the standard samples. We draw the Phase diagram of this binary-liquid system by using the data, and the lowest constant-boiling mixture with its boiling point is unmistakable on this graph.Key words: binary-liquid system, Vapor-liquid equilibrium diagram, Lowest constant-boiling mixture, fractionation1. 序言在常温下，任意两种液体混合组成的体系称为双液体系。
若两液体能按任意比例相互溶解，则称完全互溶双液体系；若只能部分互溶，则称部分互溶双液体系。
双液系气—液平衡相图
双液系气—液平衡相图一、实验目的1.用沸点仪测定在常压下环己烷-乙醇的气液平衡相图。
2.掌握阿贝折射仪的测量原理及使用方法，掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
3.掌握测定双组分液体沸点的方法。
二、实验原理两种液体混合而成的二组分体系称为双液系。
两种溶液若能按任意比例进行溶解，称为完全互溶双液系；若只能在一定比例范围内溶解，称为部分互溶双液系。
环己烷-乙醇二元体系就是完全互溶双液系。
双液系蒸馏时的气相组成和液相组成并不相同。
通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相和液相的组成作图，所得图形叫双液系的沸点(T)组成(x)图，即T—x图。
它表明了在沸点时的液相组成和与之平衡的气相组成之间的关系。
本实验选择一个具有最低恒沸点的环己烷—乙醇体系。
在常压下测定一系列不同组成的混合溶液的沸点及在沸点时呈平衡的气液两相的组成，绘制T—X图，并从相图中确定恒沸点的温度和组成。
三、实验仪器及试剂沸点测定仪 1个 阿贝折光仪 1台 直流稳压电源 1台 水银温度计 1支玻璃温度计 1支超级恒温水浴 1台长滴管 2支环己烷-乙醇系列溶液:1、以环己烷摩尔分数计为0.05，0.15，0.30，0.45，0.55，0.65，0.80，0.95各50ml2、以环己烷摩尔分数为0.10，0.20，0.30，0.40，0.50，0.60，0.70，0.80，0.90各10ml四、实验步骤绘制标准曲线——安装沸点测定仪——测定沸点——测定平衡的气-液相组成——重复测量其余溶液相平衡1、绘制标准曲线①调节恒温水浴温度，使阿贝折光仪上的温度计读数保持在某一定值。
②分别测定环己烷摩尔分数为0.10，0.20，0.30，0.40，0.50，0.60，0.70，0.80，0.90的九个溶液以及环己烷和乙醇的折光率，每个需重复3次。
③用较大的坐标纸绘制若干条不同温度下的折光率-组成工作曲线。
2、安装沸点测定仪将干燥的沸点测定仪按照片所示安装好。
实验四 双液系气液平衡相图
实验五 双液系气液平衡相图一、实验目的1. 绘制在p ө下环已烷—异丙醇双液系的气液平衡相 图，了解相图和相律的基本概念； 2. 掌握回流冷凝法测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法；3. 了解阿贝折光仪的构造原理，熟悉掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
二、实验原理1、 气—液相图图5.1 沸点测定仪示意图根据相律f=C-Φ+2，对于一个气—液共存的二组分体系，其自由度f =2，若再确定一个变量，整个体系的存在状态就可以用二维图形来描述。
通常测定一系列不同配比溶液的沸点及气液两相的组成，就可绘制气—液相图。
压力不同时，双液系的相图将略有差异。
本实验要求将外压校正到101325kPa 。
完全互溶双液系恒定压力下的沸点－组成图可以分成三类：⑴溶液沸点介于两纯组分沸点之间(图5.1)；⑵溶液存在最低沸点(图5.2)；⑶溶液存在最高沸点(图5.3)。
t/ ℃ p=常数 t/ ℃ p=常数 t/ ℃ p=常数g g gl l lA xB → B A x B → B A x B → B 图(5.1) 图(5.2) 图(5.3)2、 沸点测定仪本实验所用沸点仪如图5.1所示的。
本实验是利用回流及分析的方法来绘制相图。
取不同组成的溶液在沸点仪中回流，测定其沸点及气、液相组成沸点数据可直接由温度计获得，气、液相组成可通过测定其折光率，然后由组成－折光率曲线中最后确定。
三、仪器 试剂蒸气压测定装置1套；真空泵1台；数字式气压计1台；电加热器1只；温度计2支；数字式真空计1台；磁力搅拌器1台；异丙醇（分析纯）。
四、实验步骤1. 按仪器装置图接好测量线路，所有接口须严密封闭，将液体装入平衡管。
2. 系统检漏缓慢旋转三通活塞，使系统通大气，开启冷却水，接通电源使真空正常转后，调节活塞使系统减压至1104后关闭活塞，此时系统处于真空状态。
若漏气则分段检查直至不漏气才可进行实验。
3. 测不同温度下液体的饱和蒸气压转动三通活塞使系统与大气相通，开动搅拌机并水浴加热。
二组分气-液平衡相图的测定
二组分气-液平衡相图的测定相图系指系统的相平衡状态图。
相图用图解的方法研究系统的相平衡行为，是相平衡热力学研究的重要手段之一。
相律只能给出系统的独立组分数、平衡共存相数和自由度数，而相图可以给出更加详尽得多的信息。
利用相图提供的信息，化学工程师可以进行工程（如精馏塔）设计及工艺操作（如利用盐-水系统相图进行盐类的精制）；可以进行精馏分离或制备具有精确组成的标准样品（如恒沸蒸馏混合物）；可以利用区域熔炼技术把金属提纯到极高的纯度，也可以把有机混合物或高分子混合物按照相对分子质量进行重新排布；利用二组分气-液平衡实验数据，结合实际溶液知识，可以测量实际溶液中溶剂或溶质的活度及活度因子。
合金相图是合金冶炼、金属热处理和表面处理的理论依据。
利用相图还可以估算纯组分的相变焓。
实验目的1．了解蒸馏法绘制具有恒沸点的二组分气-液平衡相图的原理与方法；2．了解阿贝折光仪的工作原理及样品折光指数的测量方法；3．用蒸馏法绘制无水乙醇-环己烷二组分气-液平衡相图。
实验原理由于系统性质的千差万别，系统的相图也各不相同。
大部分相图都靠实验测定。
目前，实验上测定相图的方法主要有三种：1、冷却曲线法（又称热分析法），此法一般用于具有较高相变温度的系统（如金属和合金相图）。
2、溶解度法，此法一般用于部分互溶凝聚系统（如苯胺和水的相图）。
3、蒸馏法，此法一般用于气-液平衡系统（如乙醇-苯相图）。
对于气-液平衡系统，按照蒸馏条件的不同，可分为蒸气压~组成图，即p~x图（恒温蒸馏）和沸点~组成图，即t~x图（恒压蒸馏）。
本实验测定常压下乙醇-环己烷的沸点~组成图，即t~x图。
因此，本实验的技术关键是如何正确测量所给系统的相平衡温度（沸点）和相平衡组成（气相组成，液相组成）。
仪器和药品平衡蒸馏仪一套（见图3-15）；阿贝折光仪（附带超级恒温水浴）；自偶调压器一台；放大镜一只；量筒、移液管、滴管等；环己烷（A·R）；无水乙醇（A·R）。
二组分气液平衡相图实验报告
二组分气液平衡相图实验报告实验目的，通过实验，掌握二组分气液平衡相图的测定方法和实验技术。
实验原理，在一定温度下，将两种组分的混合物置于容器中，通过调节温度和压力，观察和记录气液相变的情况，最终绘制出气液平衡相图。
实验仪器，实验中所用的仪器有压力计、温度计、气液平衡相图测定装置等。
实验步骤：
1. 将两种组分混合物置于气液平衡相图测定装置中，调节温度和压力；
2. 观察和记录气液相变的情况，包括气液相变的压力和温度值；
3. 根据记录的数据，绘制出气液平衡相图。
实验结果与分析：
通过实验测定和数据处理，得到了二组分气液平衡相图。
在图中，我们可以清晰地看到气相和液相的边界，以及气液相变的压力和温度值。
根据相图的形状和数据分析，我们可以得出一些结论和规律。
实验结论：
1. 随着温度的升高，气相区域逐渐扩大，液相区域逐渐缩小；
2. 随着压力的升高，气相区域逐渐扩大，液相区域逐渐缩小；
3. 在一定温度下，压力越大，气相区域越大，液相区域越小；
4. 在一定压力下，温度越高，气相区域越大，液相区域越小。
实验总结：
通过本次实验，我们掌握了二组分气液平衡相图的测定方法和实验技术，了解了气液相变的规律和特点。
同时，也加深了对相图的理解和应用，为今后的实验和研究工作打下了坚实的基础。
结语：
二组分气液平衡相图实验是化学实验中的重要内容，通过本次实验，我们不仅学会了实验操作技巧，更重要的是对气液平衡相图有了更深入的理解。
希望通过今后的学习和实践，能够更好地运用这些知识，为科学研究和工程应用做出贡献。
实验七双液系气液平衡相图的测定
数据处理
1. 将实验中测得的折射率—组成数据列表，并绘制成 工作曲线。
2. 将实验中测得的沸点—折射率数据列表，并从工作 曲线上查得相应的组成，从而获得沸点与组成的关 系。
3. 绘制沸点—组成图，并标明最低恒沸点和组成。 4. 在精确的测定中，还要对温度计的外露水银柱进行
仪器操作
使用方法
3. 调光： 转动镜筒使之垂直，调节反射镜使入射光进入棱镜，
同时调节目镜的焦距，使目镜中十字线清晰明亮。调节消 色散补偿器使目镜中彩色光带消失。再调节读数螺旋，使 明暗的界面恰好同十字线交叉点处重合。这时镜筒的轴与 掠射光线平行。 4. 读数：
从读数望远镜中读出刻度盘上的折射率数值。常用的 阿贝折射仪可读至小数点后的第四位，为了使读数准确， 一般应将试样重复测量三次，每次相差不能超过0.0002， 然后取平均值。
仪器操作
注意事项
1.使用时要注意保护棱镜，清洗时只能用擦镜纸而不能用滤纸 等。加试样时不能将滴管口触及镜面。对于酸碱等腐蚀性液 体不得使用阿贝折射仪。
2.每次测定时，试样不可加得太多，一般只需加2～3滴即可。 3.要注意保持仪器清洁，保护刻度盘。每次实验完毕，要在镜
面上加几滴丙酮，并用擦镜纸擦干。最后用两层擦镜纸夹在 两棱镜镜面之间，以免镜面损坏。 4.读数时，有时在目镜中观察不到清晰的明暗分界线，而是畸 形的，这是由于棱镜间未充满液体；若出现弧形光环，则可 能是由于光线未经过棱镜而直接照射到聚光透镜上。
0.200mL、…、0.900mL的环己烷，再依次移入 0.900mL、0.800mL、…、0.100mL的异丙醇，轻 轻摇动，混合均匀，配成9份已知浓度的溶液（按 纯样品的密度，换算成质量百分浓度）。用阿贝 折射仪测定每份溶液的折射率及纯环己烷和异丙 醇的折射率。以折射率对浓度作图，即可绘制工 作曲线。
实验六 双液系气液平衡相图的测绘
实验六、双液系气—液平衡相图的测绘Ⅰ、目的要求1．测定相应组成时的沸点并制作常压下环已烷—无水乙醇双液系的平衡相图。
2．从沸点组成图了解分馏原理。
3．了解沸点的测定技术，掌握两组分液体沸点的测定方法。
4．掌握折光率与组成的关系及阿贝折光仪的使用方法。
Ⅱ、基本原理一、气—液相图两种液态物质混合而成的二组分体系称为双液系。
两个组分若能按任意比例互相溶解，称完全互溶双液系。
液体的沸点是指液体的蒸气压与外压相等时的温度。
在一定的外压下，纯液体的沸点有其确定值。
但双液系的沸点不仅与外压有关，而且还与两种液体的相对含量有关。
根据相律：自由度=组分数-相数+2 。
因此，一个以气—液共存的二组分体系，其自由度为2。
只要任意再确定一个变量，整个体系的存在状态就可以用二维图形来描述。
例如，在一定温度下，可以画出体系的压力P和组分x的关系图，如体系的压力确定，则可作温度T对x的关系图。
这就是相图。
在T—x相图上，还有温度、液相组成和气相组成三个变量，但只有一个自由度。
一旦设定某个变量，则其它两个变量必有相应的确定值。
有的双液系（如：苯—甲苯）基本上接近于理想溶液，而绝大多数实际体系与拉乌尔定律有一定偏差。
偏差不大时，温度—组成相图如图1，溶液的沸点仍介于两纯物质的沸点之间。
但是，有些体系的偏差很大，以至其相图将出现极值。
正偏差很大的体系在T—x图上呈现极小值，负偏差很大时则会有极大值。
这样的极值称为恒沸点，其气液两相的组成相同。
温度——组成相图如图2、3。
通常，测定一系列不同配比溶液的沸点及气、液两相的组成，就可绘制气——液体系的相图。
压力不同时，双液系相图将略有差异。
本实验外压校正到标准压力。
二、沸点测定仪沸点仪的构造特点满足：正确测定沸点、便于取样分析、防止过热及避免分馏等。
如图2，是一只带回流冷凝管的长颈圆底烧瓶。
冷凝管底部有一半球形小室，用以收集冷凝下来的气相样品。
溶液中事先加入沸石以减少溶液沸腾时的过热现象及防止暴沸。
双液系的气-液平衡相图
双液系的⽓-液平衡相图双液系的⽓-液平衡相图⼀、实验⽬的1. 掌握采⽤阿贝折光率仪确定⼆元液体组成的⽅法；2. 掌握测定双组份液体的沸点及正常沸点的⽅法；3. 绘制在恒压下环⼰烷-⼄醇双液系的⽓-液平衡相图。
⼆、实验原理两种液态的物质混合⽽成的⼆组分体系称为双液系。
它可以分为完全互溶和部分互溶的双液系。
体系的沸点不仅与外压有关，⽽且与双液系的组成有关。
在恒压下做温度T对组成x的关系图即为T-x图。
由相律可知，对于双液系在恒压下⽓-液两相共存区域中，⾃由度为1。
当温度⼀定时，⽓-液两相的相对组成也就有了确定值。
根据杠杆原理，两相的相对量也确定了。
因此实验测定⼀系列不同组成的双液系溶液的⽓-液相平衡时的沸点及此时⽓相和液相的组成，即可得T-x图。
因此双液系⽓-液平衡相图实验主体上包括⼀系列混合体系的沸点测定和⽓-液相组成分析两个主要内容。
体系的沸点可⽤沸点仪测定的，其构造如图7.2所⽰。
采⽤电热丝直接加热溶液，以防⽌过热现象，同时该沸点仪⽤平衡蒸馏法分离⽓液两相，具有可便于取样分析及避免分馏等优点。
体系的⽓液相组成的分析是相图绘制的另⼀核⼼，可以根据待测体系的理化性质寻找多种合适的分析⽅法。
以完全互溶双液系环⼰烷-⼄醇体系为例。
由于环⼰烷和⼄醇两者的折光率相差较⼤，因此本实验可采⽤测定溶液折光率⽅法来确定两组分的组成，⽤阿贝折光仪测定两组分组成的折光率，可以测出折光率对组成的⼯作曲线，根据测得液体样品的折光率，从⼯作曲线上可查得两相的组成。
三、仪器与药品FDY双液系沸点测定仪，阿贝折光仪，超级恒温槽，长滴管，烧杯（50 ml，250 ml），具塞锥形瓶（10ml），刻度移液管（5ml）丙酮（AR级）；环⼰烷（AR级）；⼄醇（AR级）图7-1 FDY双液系沸点测定仪前⾯板⽰意图图7-1是沸点仪加热控制器的前⾯板⽰意图，各功能键的说明如下：1、电源开关2、加热电源调节——调节所需的加热电源。
3、温度显⽰窗⼝——显⽰所测温度值。
13 实验五 二元液体溶液的气—液平衡相图
实验五 二元液态混合物的气-液平衡相图【目的要求】1．实验测定并绘制环己烷-乙醇体系的沸点组成（T -x ）图，确定其恒沸点及恒沸混合物的组成。
2．了解测量折光率的原理，掌握阿贝折光仪的使用方法。
【实验原理】两种液体能在任意浓度范围内完全相溶的体系称完全互溶的双液体系。
根据相律：f =K Φ+2式中：f 为体系的自由度；K 为体系中的组分数；Φ为体系中的相数；2是指压力和温度两个变量。
对于定压下的二组分液态混合物，相律可表示为：f =3-Φ。
在大气压力下，液体的蒸气压和外压相等时，平衡温度即为沸点。
对于完全互溶的双液体系，当气液两相平衡时Φ=2，f =1。
完全互溶的双液体系在定压下并没有固定的沸点，为一沸程，并且是和溶液的组成有关的，即T 是x 的函数。
完全互溶的双液体系，由于两种液体的蒸气压不同，溶液上方的气相组成和液相组成是不相同的，测定溶液的沸点和溶液在沸点时的气相和液相的组成，可绘制出溶液的气-液平衡相图，即溶液的沸点与组成关系图，T -x -y 图。
完全互溶的双液体系，T -x -y 图可分三类：如图5-1所示。
图5-1(1)是理想液态混合物和偏离拉乌尔定律较小的体系的T -x -y 相图；图5-1(2)是对拉乌尔定律有较大正偏差的体系；图5-1(3)是对拉乌尔定律有较大负偏差的体系。
在图5-1(2)和图5-1(3)中，由于偏离拉乌尔定律较大以致在T -x -y 图上分别出现了最低点和最高点，在最低点和最高点上，液态混合物的气相组成和液相组成相同，这种组成的液态混合物称为恒沸混合物，在最高点和最低点上时液态混合物的沸点称为恒沸点。
将一定组成的环已烷-乙醇混合物在特制的蒸馏器中进行蒸馏。
当温度保持不变时，即表示气、液两相己达平衡，记下沸点温度，并测定沸点时气相（冷凝液）和液相的组成，Fig.5-1 二组分完全互溶双液体系的T -x -y 相图 (1)理想或近似理想的体系 (2)有最低恒沸点的体系 (3)有最高恒沸点的体系 Fig.5-1 Phase diagram for mixture of binary liquid(1)Ideal mixture (2)With minimum aezotropic point (3) With maximum aezotropic 液相Liquid 气相Gas T B x B (y B ) (3) M A B液相Liquid气相Gas T A T B x B (y B ) T (1) AB 液相Liquid 气相Gas T A T Bx B (y B ) (2) M A B T A图5-2 沸点仪示意图 1.温度计；2.接加热器；3.加液口；4.电热丝连接点；5.电热丝；6.分馏液；7.分馏液取样口 Fig.5-2 The sketch of ebulliometer 1.thermometer;2. connection pole;3. inlet orifice; 4. connection point of heater with wire;5.heater; 6. fractional liquid;7. sampling orifice 即可得到一组T -x -y 数据。
双液系的气液平衡相图实验报告
双液系的气液平衡相图实验报告一、实验目的1、测定常压下环己烷乙醇双液系的气液平衡相图。
2、掌握阿贝折射仪的使用方法。
二、实验原理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三种情况。
本实验研究的是完全互溶双液系。
在一定温度下，溶液的气液两相达到平衡时，气相组成和液相组成之间存在一定的关系。
通过测定不同组成溶液的沸点和气、液相组成，绘制出沸点组成图（Tx 图），即可得到双液系的气液平衡相图。
通常，实验中通过测定溶液的折射率来确定其组成。
因为折射率与溶液的组成有一定的对应关系。
三、实验仪器和试剂1、仪器沸点仪阿贝折射仪超级恒温槽调压变压器温度计（50℃～100℃，分度值 01℃）移液管（1mL、2mL、5mL）洗耳球2、试剂环己烷（分析纯）无水乙醇（分析纯）四、实验步骤1、安装仪器将沸点仪洗净、烘干，安装好。
检查带有温度计的胶塞是否紧密，电热丝要靠近烧瓶底部的中心。
将阿贝折射仪与超级恒温槽连接好，调节恒温槽温度至 25℃。
2、配制溶液用移液管分别移取 05mL、10mL、15mL、20mL、25mL、30mL、35mL、40mL、45mL 乙醇于 10 个干燥的容量瓶中，再用环己烷分别稀释至刻度，摇匀，配制成一系列不同组成的环己烷乙醇溶液。
3、测定折射率用阿贝折射仪分别测定所配溶液及纯环己烷、纯乙醇的折射率。
测定时，用擦镜纸将棱镜擦净，滴加 2～3 滴待测液于棱镜上，合上棱镜并拧紧，调节反光镜使目镜内视场明亮，旋转棱镜调节旋钮，使目镜中出现明暗分界线，读取折射率。
每个样品测量三次，取平均值。
4、测定沸点向沸点仪中加入 20mL 乙醇含量较少的待测溶液，接通冷凝水。
调节调压变压器，缓慢加热溶液，当液体沸腾后，调节电压使液体沸腾稳定，待温度计读数稳定后，记录沸点温度。
停止加热，用吸管从小槽中吸取气相冷凝液，用阿贝折射仪测定其折射率。
再从侧管中吸取少量液相，测定其折射率。
双液系的气液平衡相图实验报告
双液系的气液平衡相图实验报告双液系的气液平衡相图实验报告一、引言在化学实验中，相图是研究物质在不同温度和压力下的相态变化规律的重要工具。
气液平衡相图是指在一定温度和压力下，气体和液体之间的平衡状态。
本实验旨在通过测定双液系的气液平衡相图，探究不同组分和温度对气液平衡的影响。
二、实验方法1. 实验仪器和试剂准备本实验所需的仪器有气相色谱仪、恒温水浴槽、压力计等。
试剂包括乙醇、水等。
2. 实验步骤(1) 准备双液系溶液：按照一定的比例将乙醇和水混合制备双液系溶液。
(2) 装填样品：将双液系溶液装填到气相色谱仪的样品瓶中。
(3) 设置温度：将恒温水浴槽的温度调至所需的实验温度。
(4) 测定平衡压力：将样品瓶放入恒温水浴槽中，等待一段时间使系统达到平衡，然后使用压力计测定平衡时的压力。
(5) 重复实验：重复以上步骤，测定不同组分和温度下的气液平衡压力。
三、实验结果根据实验数据，我们绘制了双液系的气液平衡相图。
图中横轴表示乙醇的摩尔分数，纵轴表示平衡时的压力。
我们可以观察到随着乙醇浓度的增加，平衡压力逐渐增大。
同时，随着温度的升高，平衡压力也呈现出上升的趋势。
这与理论预期相符。
四、讨论与分析通过实验结果，我们可以得出以下几点结论：1. 组分对气液平衡的影响：在双液系中，乙醇的浓度增加会导致平衡压力增加。
这是因为乙醇分子与水分子之间的相互作用力较强，使得乙醇分子更难从液相转移到气相，因而需要更高的压力才能达到平衡。
2. 温度对气液平衡的影响：随着温度的升高，气液平衡的压力也会增加。
这是由于温度升高会增加分子的热运动，使得气体分子更容易从液相转移到气相，因此需要更高的压力来保持平衡。
3. 实验误差分析：在实验过程中，由于仪器的精度限制和操作误差等因素的存在，实验结果可能存在一定的误差。
为了提高实验结果的准确性，我们可以增加重复实验次数，并进行数据的平均处理。
五、结论通过本实验，我们成功测定了双液系的气液平衡相图，并探究了组分和温度对气液平衡的影响。
双液系的气-液平衡相图
双液系的气-液平衡相图1.实验目的①掌握采取阿贝折光仪确定二元液体组成的方法；②掌握测定双组份液体的沸点及正常沸点的方法；③绘制在恒压下环己烷-乙醇双液系的气-液平衡相图。
2.实验原理①双液系：两种液态物质混合而成的二组分体系。
其沸点不仅与外压有关，还与双液系的组成有关；②本实验测定一系列不同组成的双液系溶液的气液相平衡时的沸点及此时的气、液相的组成，利用回流及分析的方法来绘制相图，即的T-x图。
主体包括一系列混合体系的沸点测定和气-液相组成分析两个主要内容。
③沸点仪：采用电热丝直接加热溶液，以防过热现象，同时FDY双液系沸点仪用平衡蒸馏法分离气液两相，具有可便于取样分析及避免分馏等优点。
构造如图：④阿贝折光仪使用步骤：将超级恒温槽调到测定所需之温度，并将此恒温水通入阿贝折光仪的两棱镜恒温夹套中，检查棱镜上的温度计读数；阿贝折光仪至于光亮处，调节反射镜，使白光进入棱镜；打开棱镜，滴1-2滴丙酮在镜面上，将棱镜轻轻合上，校正；测量时，用滴管取待测试样，滴在两棱镜间的缝隙间，旋紧锁钮，使被测液均匀覆盖于两棱镜间镜面上，不可有气泡；转棱镜使目镜中看到半明半暗现象，让明暗界线落在目镜里交叉法线的交点上，如有色散现象，调节消色补偿器使色散消失；简单表示为：安装-加样-对光-下旋钮粗调明暗面-上旋钮细调消色散-读数。
3.实验仪器与试剂FDY双液系沸点测定仪、阿贝折光仪、超级恒温槽、长滴管、烧杯、球形冷凝管、移液管，烧瓶丙酮（AR级）、环己烷（AR级）、乙醇（AR级）4.实验步骤①调节阿贝折光仪超级恒温槽温度为25℃，启动恒温水循环；②配制系列环己烷-乙醇溶液，环己烷与乙醇的体积比分别为5:95、15:85、25:75、35:65、45：55、50:50、55:45、65:35、85:15、95:5；③环己烷-乙醇溶液的组成——折光率曲线的测定：10ml具塞锥形瓶中采用称量法配制环己烷摩尔分数为0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90的环己烷-乙醇标准溶液；调节水浴温度，分别测定上述9个溶液及乙醇和环己烷的折光率，作出工作曲线图；注意：称量尽可能迅速；使用仪器时须对零点校正；测量前须用丙酮洗涤棱镜；④环己烷-乙醇二组分溶液的气液平衡数据测定：连接好实验装置，传感器勿与加热丝接触；接通冷凝水，从侧管向蒸馏瓶中二组分溶液，传感器与加热丝浸入溶液。
实验四 二组分体系气液平衡相图
实验四二组分体系气液平衡相图一．实验目的1．了解液体沸点的测定方法。
2．掌握温度计的露茎校正方法。
3．掌握阿贝折光仪的原理及使用方法4．测定环己烷——乙醇二元系统气液平衡数据，给出沸点组成图。
二．实验原理常温下两液态物质混合构成的体系称为双液系。
若该双液系能按任意比例混合成为一相则称为完全互溶双液系。
若只能在一定比例范围内混合成为一相，其它比例范围内为两相则称部分互溶双液系。
环己烷——乙醇体系是完全互溶双液系。
液体的沸点是指液体的蒸气压和外压相等时的温度。
在一定外压下纯液体的沸点有确定值。
但是双液系沸点不仅与外压有关还随双液系的组成的改变而改变。
同时，在一般情况下双液系蒸馏时的气相组成和液相组成并不相同，因此原则上可通过反复蒸馏即精馏的方法分离双液系中的两液体。
但是当双液系具有恒沸点时，不能用单纯蒸馏的方法分离两液体。
如图4.1所示，本实验所用体系环己烷——乙醇的温度组成图是一个典型的具有最低恒沸点的相图。
若将组成在恒沸点处的体系蒸馏时气相组成和液相组成完全一样，因此在整个蒸馏过程中沸点也恒定不变，无法通过蒸馏的方法分离两组分。
恒沸点和恒沸混合物的组成还和外压有关，因此在不同外压条件下实验时所得双液系的相图也不尽相同，通常压力变化不大时恒沸点和恒沸混合物的组成的变化也不大，在未注明压力时一般均指外压为101.325kPa。
图4.1 具有最低恒沸点体系相图示意图本实验采用回流冷凝法测定环己烷——乙醇溶液在不同组成时的沸点。
由于液体沸腾时易发生过热现象，同时气相又易出现分馏效应，因此沸点的准确测定不易。
本实验所用的沸点仪如图 4.2所示，称为奥斯默沸点仪，它是一支带有回流冷凝管的长颈圆底烧瓶，加热用的电热丝直接浸在溶液中，这样可以减少溶液的过热现象和防止暴沸。
冷凝管的底部有一个小球泡用以收集冷凝下来的气相样品，由于分馏作用会使获得的气相样品的组成与气液平衡时的气相组成发生偏差，为此须在吹制沸点仪时尽量缩短小球泡与烧瓶间的距离以减少分馏作用。
实验5双液系的气液平衡相图
双液系的气液平衡相图1引言1.1实验目的(1) 用沸点仪测定常压下环己烷-乙醇的气液平衡相图(2) 掌握阿贝折射仪的使用方法1.2 实验原理将两种挥发性液体混合，若该二组分的蒸气压不同，则溶液的组成与其平衡气相的组成不同。
在压力保持一定，二组分系统气液达到平衡时，表示液态混合物的沸点与平衡时组成关系的相图，称为沸点和组成(T-x)图。
沸点和组成(T-x)的关系有下列三种：(1) 理想液体混合物或接近理想液体混合物的双液系，其液体混合物的沸点介于两纯物质沸点之间，见图1.1(a)；(2) 各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的负偏差，其溶液有最高恒沸点，见图1.1(b)；(3) 各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的正偏差，其溶液有最低恒沸点，见图1.1(c)。
第(2)、(3)两类溶液在最高或最低恒沸点时的气液两相组成相同，加热蒸发的结果只使气相总量增加，气液相组成及溶液沸点保持不变，这时的温度称恒沸点，相应的组成称恒沸组成。
第一类混合物可用一般精馏法分离出这两种纯物质，第(2)、(3)类混合物用一般精馏方法只能分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。
图1.1 三类溶液相图为了测定二元液系的T-x图，需在气液达到平衡后，同时测定溶液的沸点、气相和液相组成。
本实验是测定具有最低恒沸点的环己烷-乙醇双液系的T-x 图。
方法是用沸点仪(图1.2)直接测定一系列不同组成之溶液的气液平衡温度(即沸点)，并收集少量馏出液(即气相冷凝液)及吸取少量溶液(即液相)，分别用阿贝折射仪测定其折射率。
为了求出相应的组成，必须先测定已知组成的溶液的折射率，作出折射率对组成的工作曲线，在此曲线上即可查得对应于样品折射率的组成。
2 实验操作2.1 实验仪器实验使用沸点仪，调压器，阿贝折射仪，超级恒温槽，电子温度计，滴管，放大镜 环己烷，无水乙醇（AR ），各种浓度的环己烷-乙醇混合溶液2.2 实验条件实验室温度17.5 °C ，气压100.7 kPa ，相对湿度34%2.3 实验操作(1) 测定溶液的折射率。
气液平衡相图的测定
随着工业的发展，多相流体的处理和分离技术在石油、化工、能源等领域的应用 越来越广泛。气液平衡相图作为描述多相流体相平衡关系的基础数据，对于这些 领域的技术开发、工艺优化和过程控制具有重要的指导作用。
气液平衡相图的重要性
基础研究
气液平衡相图是研究多相流体热力学性质的基础数据，对于理解多相流体的相平衡规律、界面张力以及传递性质 具有重要意义。
03
气液平衡相图的测定方法
实验设备与材料
气液平衡相图测定仪
用于测定气液平衡相图，包括恒温槽、压力表、气、氮气、水等。
辅助工具
如注射器、管路、密封圈等。
实验步骤与操作
设定温度
根据实验需求设定恒温槽的温 度，确保实验过程中温度恒定。
开始实验
加强气液平衡相图在工 业上的应用研究，推动 其在更多领域的应用普 及。
跨学科合作
加强与其他学科的合作， 如化学工程、物理化学、 材料科学等，共同推进 气液平衡相图的研究和 应用。
人才培养与交流
加强人才培养和学术交 流，促进气液平衡相图 领域的持续发展。
THANKS
感谢观看
工业应用
在石油、化工、能源等领域，气液平衡相图是设计和优化油藏工程、油气分离、吸收解吸、萃取精馏等工艺过程 的关键参数。通过测定气液平衡相图，可以预测多相流体的流动特性、分离效果和经济性，为工业过程的优化提 供科学依据。
02
气液平衡相图的基本概念
相平衡
相平衡是指在一定的温度和压力条件下，物质的气相和液相达到平衡状态的状态 。在这种状态下，气相和液相之间不再发生质量传递，即气相和液相的组成保持 不变。
05
应用与展望
工业应用
分离过程优化
气液平衡相图在工业上可用于优 化分离过程，如蒸馏、吸收等，
物化实验双液系气液平衡相图实验报告
物化实验双液系气液平衡相图实验报告双液系的气－液平衡相图一一实验目的 1．绘制在 pθ下环己烷－异丙醇双液系的气－液平衡相图，了解相图和相律的根本概念；2．掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法； 3．掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
二实验原理在常温下，任意两种液体混合组成的体系称为双液体系。
假设两液体能按任意比例互溶，那么称完全互溶双液体系，假设只能局部互溶，那么称局部互溶双液体系。
液体的沸点是指液体的蒸汽压与外界压力相等时的温度，在一定的外压下，纯液体的沸点有其特定值，但双液系的沸点不仅与外压有关而且还与两种液体的相对含量有关。
通常，如果液体与拉乌尔定律的偏差不大，在 T — X 图上溶液的沸点介于 A、B 二纯液体的沸点之间见图中于 (a)。
而实际溶液由于A和 B 二组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大偏差，在 T — X 图上就会有最高或最低点出现，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸点混合物，如图 2-4-1(b),（c)所示。
恒沸点混合物蒸馏时，所得的气相与液相组成相同，因此通过蒸馏无法改变其组成。
本实验是用回流冷凝法测定环已烷—异丙醇体系的沸点—组成图。
其方法是用阿贝折射仪测定不同组成的体系，在沸点温度时气、液相的折射率，再从折射率—组成工作曲线上查得相应的组成，然后绘制沸点—组成图。
三三仪器和试剂沸点仪 1 套；恒温槽 1 台；阿贝折射仪 1 台；量筒 8 个；玻璃漏斗 8个；滴管 2 个；环己烷（分析纯）；异丙醇（分析纯）；实验装置如下：四实验步骤 1．工作曲线的绘制配制环己烷的质量百分数 0.10, 0.20, 0.30, 0.40, 0.50, 0.60, 0.70, 0.80 和 0.90 的环己烷－异丙醇溶液。
计算所需环己烷和异丙醇的质量，并用分析天平准确称取。
为防止样品挥发带来的误差，称量应尽可能的迅速。
各种溶液确实切组成要按照实际称样结果精确计算。
调节超级恒温水浴的温度为 35 度，使阿贝折光仪上温度与其保持一致。
双液系气液平衡相图的测绘实验流程
为二进制系统绘制气体—液体平衡相图的实验涉及多个步骤。
一，实验设置必须做好准备。
这包括装配必要的设备，如高压反应堆、供气系统和温度控制系统。
反应堆在使用前应小心清洗和干燥，以确保实验的准确性。
一旦设置完成，下一步就是准备样本解决方案。
这涉及按预期比例衡量和混合二进制的两个组成部分。
必须注意确保解决办法完全混合，避免任何可能影响实验结果的杂质。
在样品溶液制备后，它们被引入高压反应堆，然后用期望的气体密封并加压。
随后反应堆被置于温度控制系统中，其中温度逐渐上升或下降，以探索系统在一系列温度中的相位行为。
在实验中，气体和液体相的样品是在不同的温度和压力下采集的。
然后利用气相色谱或光谱测量等技术对这些样品进行分析，以确定每个阶段的构成。
这些数据对构建相位图至关重要。
实验数据被绘制在一个图表上，为二进制系统构建气体—液体平衡相图。
本图显示了气温，气压，气相和液相的构成之间的关系。
通过分析相位图，可以得到关于二进制系统的相位行为和热力学性质的宝贵信息。
为二进制系统绘制气体—液态平衡相图的过程是一项复杂而复杂的实
验，需要仔细准备、精确测量和严格分析。
然而，从这一实验中获得的结果可以为系统在不同条件下的行为提供有价值的洞察力，这对于各种工业工艺和应用都是至关重要的。
双液系的气液平衡相图实验报告
双液系的气液平衡相图实验报告气液平衡相图是描述气体和液体在一定温度和压力下的平衡状态的图表，通过实验测定得到的数据可以绘制出相应的相图。
本实验旨在通过实验测定的数据，绘制出双液系的气液平衡相图，并对实验结果进行分析和讨论。
实验仪器和试剂。
实验中所使用的仪器包括压力计、温度计、烧瓶、试管等。
实验所需试剂为乙醇和水。
实验步骤。
1. 首先在烧瓶中加入一定量的水，并在试管中加入一定量的乙醇。
2. 将烧瓶和试管放入恒温水浴中，使其达到所需的温度。
3. 在一定时间间隔内，记录烧瓶内乙醇蒸气的压力和温度。
4. 根据实验数据，绘制出乙醇和水的气液平衡相图。
实验结果与分析。
通过实验测定得到的数据，我们成功绘制出了乙醇和水的气液平衡相图。
从实验结果可以看出，在一定温度下，乙醇和水的气液平衡曲线呈现出一定的规律性，随着温度的升高，气液平衡曲线也相应发生变化。
在实验过程中，我们还发现了一些异常现象，如在某些温度下，乙醇的蒸气压远大于预期值，经过分析发现可能是实验条件或者实验操作上的一些误差所致。
这些异常现象也为我们提供了更多的实验数据，有助于完善气液平衡相图的绘制。
结论。
通过本次实验，我们成功绘制出了乙醇和水的气液平衡相图，并对实验结果进行了分析和讨论。
实验结果表明，在一定温度和压力下，乙醇和水的气液平衡状态呈现出一定的规律性，同时也发现了一些异常现象，这为我们提供了更多的实验数据，有助于完善气液平衡相图的绘制。
总之，本次实验为我们提供了更深入的了解气液平衡相图的机会，并通过实验数据的分析，加深了我们对气液平衡相图的认识，为今后的研究和实验提供了重要的参考依据。
以上就是本次实验的实验报告，谢谢阅读。
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阿贝折射仪的操作程序
一、仪器的安装
将折射仪置于靠窗的桌子或白炽灯前。但勿使仪器 置于直照的日光中，以避免液体试样迅速蒸发。连 接电动恒温水浴，调节到所需测量温度(通常为20℃ 或25℃，保持水浴温差土0.20℃)；
二. 仪器校正
折光仪的刻度盘上的标尺的零点有时会发生移动， 须加以校正。校正的方法是用一种已知折光率的玻 璃，转动手轮使标尺读数等于此折射率，再消除色 散，然后用调节扳手旋动目镜前凹槽中的调整螺丝， 使明暗分界线与十字线相交于一点；
空气 水
光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角
水
空气 光从水斜射入空气中时，折射角大于入射角
阿贝尔折光仪是根据临界折射现象设计的
阿贝折光仪的临界折射
阿贝折光计的光学系统
观测系统：光线由反光镜l反 射，经进光棱镜2、折射棱镜 3及其间的样液薄层折射后射 出。再经色散补偿器4消除由 折射棱镜及被测样品所产生 的色散，然后由物镜5将明暗 分界线成像于分划板6上，经 目镜7、8放大后成像于观测 者眼中。
常见阿贝折射仪
双物镜阿贝折光仪谢谢您 聆听Fra bibliotek四、粗调
打开遮光板3，合上反射镜1，调节目镜视度，使 “+”宇交叉线成像清晰，此时旋转手轮，并在 目镜视场中找到明暗分界线的位置；
五、消色散
旋转消色散旋钮，使分界线不带任何色彩。再微 调折光率刻度调节手轮，使分界线位于“+”字 交叉线的中心；此时目镜视场下方显示的数值即 为被测液体的折光率。记录读数与温度，重复1～ 2次；
• 2.测定沸点-组成数据测定
实验步骤
• 1.取20mL无水乙醇加入到沸点仪中，然后依次加 入环已烷0.5mL, 1.0mL, 1.5mL, 2.0mL,4.0mL,14.0mL，分别测定上述溶液沸点 及气、液两相的折射率。
• 2.取25mL环已烷加入沸点仪中，然后依次加入无 水乙醇0.1mL, 0.2mL, 0.3mL, 0.4mL, 1.0mL,5.0mL分别测定上述溶液沸点及气、液两 相的折射率。
实验注意事项
1.安装沸点测定仪： • 检查带有温度计的橡皮塞是否塞紧。加热用
的电阻丝要靠近底部中心，温度计不能接触 电阻丝，电热丝一定要被液体浸没，不能露 出液面。而且每次更换溶液后，都要调整好 电热丝的位置。加热电流不能过高，否则易 引起有机液体燃烧或烧断炉丝。
实验注意事项
• 2.测定沸点及平衡的气～液相组成： （1）温度稳定后再维持1min～2min以使体系达到平
光率与组成的关系曲线。 • 3. 根据工作曲线确定各待测溶液气相和液相的平
衡组成，绘出气相与液相的平衡曲线，即双液系
• 4. 确定最低恒沸点的温度和组成。
光的折射原理
• 光从一种介质斜射入另一种介 质时，传播方向一般会发生变 化，这种现象叫光的折射。
• 光从空气斜射入水中或其他介 质中时，折射光线与入射光线、 法线在同一平面上；折射光线 和入射光线分居法线两侧；折 射角小于入射角；入射角增大 时，折射角也随着增大；当光 线垂直射向介质表面时，传播 方向不变。
三、加样
①恒愠后，取丙酮擦 净棱镜表面，挥干丙 酮。滴加l～2滴样液 于镜面上，迅速闭合 两块棱镜，调节反光 镜．使镜筒内视野最 亮。
②由目镜观察，转动 棱镜旋钮，使视野出 现明暗两部分。
③旋转色散补偿器旋钮，使 视野中只有黑白两色。
④旋转棱镜旋钮．使明暗分 界线在十字线交叉点。
⑤读取折射率。
右边目镜中的图像
气液平衡相图的测定
•
•
•
仪器 试剂
•
• 沸点测定仪
1
• 阿贝折射仪
1
• 直流稳压电源
1
• 取样管
10
• 环己烷(分析纯)
• 无水乙醇(分析纯)
实验步骤
• 1.测定折射率与组成的关系 • 将9支小试管编号，依次移入0.100mL、
0.200mL、…、0.900mL的环己烷，再依次移入 0.900mL、0.800mL、…、0.100mL的乙醇，轻轻摇 动，混合均匀，配成9份已知浓度的溶液（按纯样品 的密度，换算成质量百分浓度）。调节恒温槽温度 至25℃左右，通恒温水于阿贝折射仪中。用阿贝折 射仪测定每份溶液的折射率及纯环己烷和乙醇的折
衡，再记录沸点温度、取样分析。停止加热，并 立即测定气液两相的折光率。用干燥长滴管自冷 凝管口伸入小球，吸取其中全部冷凝液。迅速测 定它们的折光率。 （2）取样管在取样前必须用吹风机吹干。 （3）测定纯组分的沸点时，蒸馏必须烘干，而测定 混合，不必烘干。
数据处理
• 1. 将实验数据列表 • 2. 绘制工作曲线，即环己烷—乙醇标准溶液的折