双液系的气液平衡相图的绘制
双液系气-液平衡相图绘制华师华南师范大学物理化学实验报告
实验报告姓名学号专业化学（师范）年级、班级课程名称物理化学实验实验项目实验类型 验证 设计 综合实验时间实验指导老师马国正实验评分一、实验目的（1）用回流冷凝法测定沸点时气相与液相的组成，绘制双液系相图。
并找出恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度。
（2）掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的测定方法。
（3）了解阿贝折光仪的构造原理，熟悉掌握阿贝折光仪的使用方法。
二、实验原理（1）沸点的定义沸点是液体饱和蒸汽压和外压相等时的温度，双液系的沸点不仅于外压有关，而且还与两种液体的相对含量有关。
（2）理想二组分系统的拉乌尔定律理想的二组分体系在全部浓度范围内符合Raoult定律。
结构相似、性质相似的组分间可以形成近似的理想体系，这样可以形成简单的T-x（y）图。
大多数情况下，曲线将出现或正或负的偏差。
当这一偏差足够大时，在T-x（y）曲线上将出现极大点（负偏差）或极小点（正片差）。
这种最高和最低沸点称为恒沸点，所对应的溶液称为恒沸混合物。
（3）平衡时气相、液相的组成确定回流冷凝法保持气液相对量不变，测定双液系沸点，通过阿贝折射仪测定其液相折射率确定气液相平衡时的组成，通过双液系气液平衡时的组成对校正后的沸点作图，得到在1个大气压下乙醇-乙酸乙酯气液平衡相图。
三、仪器与试剂沸点仪（1套）小试管（5mL带软木塞）（若干）阿贝折射仪（1台）烧杯（2个）1/10温度计（50~100℃）（1支）吸管（2支）擦镜纸乙酸乙酯（A.R.）无水乙醇（A.R.）不同比例的乙醇-乙酸乙酯混合液丙酮（C.P.）无水乙醇（A.R.）四、实验步骤（1）折射率-体积分数工作曲线取几滴纯乙醇、纯乙酸乙酯分别测定其折射率，两点作n D26−φ工作曲线（n-V）。
（2）折射率-摩尔分数工作曲线在n D26−φ线上取8个点，利用乙醇、乙酸乙酯密度合量比（％）等条件将以上点对应的体积分数换算成摩尔分数，按对应的折射率重新绘n D26−x点，再将点连成平滑曲线，即为n D26−x工作曲线（n-x）（3）溶液的沸点与平衡气-液相组成测定a）样品I-VI分别为乙醇体积分数为5%、15%、22%、38%、50%、90%的乙醇-乙酸乙酯混合液。
试验7双液系的气-液平衡相图的绘制-湖南大学
2018/11/20
湖南大学化学实验教学中心
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二. 实验原理
在恒定压力下，表示溶液沸点与组成关系的相图称 为沸点-组成图，即为t-x相图。 典型双液系的气液平衡相图：
(a)理想双液系
(b)具有最低恒沸点 完全互溶双液系沸点－组成图
(c)具有最高恒沸点
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3. 使用阿贝折光仪时，棱镜不能触及硬物(滴管)，要 用专用擦镜纸擦镜面。测定折光率时，动作应迅速， 以免样品挥发干。
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七. 思考题
1.沸点仪中的小球的体积过大对测量有何影响？ 2.如何判定气-液相已达平衡?
3.在连续测定法中，样品的加入量应十分精确吗？
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①
③小槽
④ 电热丝
③ ④
⑤ 侧管 ⑥ 沸点测定仪
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四. 实验步骤
3. 沸点的测定 量取35 mL 乙醇(或环己烷)加入蒸馏瓶。
将液体加热至沸腾，记下沸点。
依次加入2、4、6、10、12 mL环己烷 (或1、2、4、5、6 mL乙醇)，同上法测 定溶液的沸点，并吸取气、液相样品， 测定其折射率。
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五. 数据记录及处理
1. 作出t温度下折光率与乙醇质量百分数的关系表
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双液系气液平衡相图的绘制
五. 数据记录及处理
2. 求出表格中折光率的平均值，由下面的公式算出其 摩尔百分数。
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六、数据处理
1. 正常沸点校正 实验条件下，外界压力并不恰好等于101.325kPa，溶液的
沸点与大气压有关。因此，应对实验测得的值作压力校正。 2. 从环己烷一乙醇体系的折光率一组成图上查出气相冷凝液 和液相冷凝液中环己烷和乙醇组成，并列表。 3. 用所得数据绘制其T～x图，从图求出环已烷～乙醇体系的 最低恒沸点组成及其温度。 4. 实验结果讨论与分析。
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双液系气液平衡相图的绘制
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七、问题讨论
1.绘制工作曲线的目的是什么？ 2.如何判断气、液两相是否处于平衡？ 3.测定溶液的沸点和气、液二相组成时，是否要把沸
点仪每次都烘干？ 4.试分析产生实验误差的主要原因。
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为双液系. 两种液体若能按任意比例互相溶解，称为完全互溶的双液系。 若只能在一定比例范围内互相溶解，则称部分互溶双液系。
完全双液系的气液平衡相图可分为三类：
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双液系气液平衡相图的绘制
在恒压下将 溶液蒸馏，当气 液两相达平衡 时，记下此时的 沸点，并分别测 定气相（馏出物） 与液相（蒸溜液） 的组成，就能绘 出温度一组成图。
双液系气液平衡相图的绘制
双液系气液平衡相图的绘制
一、实验目的 1．绘制环已烷-乙醇双液系的气-液平衡相图。 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。
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二、实验原理 两种在常温时为液态的物质混合起来而组成的二组分体系称
04 双液系的气-液平衡相图的绘制
实验四 双液系的气-液平衡相图的绘制一、目的要求1.用沸点仪测定大气压下乙醇—环己烷或异丙醇-环己烷双液系气-液平衡时气相与液相组成及平衡温度，绘制温度—组成图，确定恒沸混合物的组成及恒沸点的温度。
2.了解物化实验中光学方法的基本原理，学会阿贝折光仪的使用。
3.进一步理解分馏原理。
二、预习要求1.理解分馏原理，了解影响双液系气-液平衡的因素。
2.熟悉阿贝折光仪的使用方法，了解折射率与物系组成的关系。
3.掌握如何由实验数据绘制t x -相图的方法。
三、实验原理两种在常温时为液态的物质混合起来而组成的二组分体系称为双液系。
两种液体若能按任意比例互相溶解，称为完全互溶的双液系；若只能在一定比例范围内互相溶解，则称部分互双液系。
双液系的气液平衡相图t x -图可分为三类。
如图4.1。
图 4.1 二元系统t x -图这些图的纵轴是温度(沸点)，横轴是代表液体B 的摩尔分数B x 。
在t x -图中有两条曲线：上面的曲线是气相线，表示在不同溶液的沸点时与溶液成平衡时的气相组成，下面的曲线表示液相线，代表平衡时液相的组成。
例如图4.1(a)中对应于温度t 1的气相点为y 1，液相点为1l ，这时的气相组成y 1点的横轴读数是g B x ，液相组成点1l 点的横轴读数为lB x 。
y 1l 1t 1g B x l B x A B t/℃（a ）气液t/℃A B B x →（b ）t/ ℃气液A B B x →（c ）如果在恒压下将溶液蒸馏，当气液两相达平衡时，记下此时的沸点，并分别测定气相图。
(馏出物)与液相(蒸馏液)的组成，就能绘出此t x图4.1(b)上有个最低点，图4.1(c)上有个最高点，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸混合物，在此点蒸馏所得气相与液相组成相同。
四、仪器和药品1.仪器玻璃沸点仪一套；阿贝折光仪一台；WLS系列可调式恒流电源一台；SWJ型精密数字温度计一台；SYC超级恒温槽一台。
2.药品无水乙醇（AR）或异丙醇（AR）；环己烷（AR）。
完全互溶双液系气液均衡相图的绘制
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
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。
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。
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
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
t / oC
x'
B
tB tA
双液系气—液相图的绘制实验报告
兰州大学化学化工学院基础化学 II 实验报告（物理化学部分）题目双液系气—液相图的绘制班级姓名组号仪器号室温21.6℃大气压825.3MB 实验地点实验楼 C311日期2008.11.9一、实验目的1、用沸点仪测定标准压力下环已烷-乙醇双液系的气液平衡数据，绘制系统的沸点－组成图，确定系统的恒沸温度及恒沸混合物的组成。
2、了解用沸点仪测量液体沸点的方法，了解阿贝折光仪的测量原理和使用方法。
二、实验原理1、将两种完全互溶的挥发性液体组分 A 和组分 B 混合后，在一定的温度下，平衡共存的气、液两相的组成通常并不相同。
因此，如果在定压下将液态混合物蒸馏，测定馏出物（气相）和蒸馏液（液相）的组成，就可得到平衡时气、液两相的组成并绘制出沸点－组成图（即T－ x 图）。
下图为完全互溶双液系的一种蒸馏相图。
2、完全互溶双液系的具有恒沸点的相图如下：恒沸点：该点的气相组成和液相组成完全相同，在整个蒸馏过程中的沸点亦恒定不变。
故不能用普通蒸馏的方法将 A 和 B 完全分开。
3、测绘具有恒沸点的相图时，要求同时测定溶液的沸点及气液平衡时两相的组成。
（1）将组成不同的系统逐次置于沸点仪中，加热至沸腾，在气液两相达平衡，测定其沸点；（2）用数字阿贝折射仪测定达到平衡的两相组成；（3）分别将沸点下的气相点和液相点连成气相线和液相线，就得到完全互溶双液系的 t-x 相图。
4、本实验采用的环己烷 (B)－乙醇 (A) 系统是完全互溶的二组分系统，其沸点－组成图属于具有最低恒沸点的类型。
本实验采用沸点仪测沸点，用阿贝折射仪测定其折射率。
利用一定温度下该溶液的的折射率—组成工作曲线，内插法得到样品的组成。
三、装置及流程简程1盛液容器2小球3冷凝管4测量温度计5辅助温度计6支管7小玻管8电热丝四、原始数据及数据处理液相气相V 乙醇 /ml V 环己烷 /ml b.p./ ℃ n乙醇 %n乙醇 % 20073.02 1.36160.975 1.36160.97520 1.568.95 1.36220.966 1.37760.79920366.27 1.36450.941 1.38270.73620563.32 1.36680.917 1.39320.60520960.8 1.37340.847 1.39890.52222059.4 1.40810.379 1.40230.47212064.78 1.4220.103 1.40310.460.62067.35 1.42290.08 1.40820.3790.32069.85 1.42330.077 1.41450.26502071.93 1.42370.069 1.42370.069相图如下：乙醇—环己烷双液相图7570℃/.p65.b605500.20.40.60.81乙醇%五、实验结果及讨论恒沸点： 59.2℃恒沸组成：乙醇47.5%环己烷52.5%实验注意事项1、实验过程中必须在冷凝管中通入冷却水，以使气相全部冷却。
双液系的气相平衡图
双液系的气液相平衡图1 引言在一定压力下，两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气液中两组分关系的相图，称为沸点-组成（T-x）相图。
本实验的目的是测定常压下环己烷-乙醇双液系的沸点-组成图，由于该双液系对拉乌尔定律有较大的正偏差，故相图大致如图1所示，可见，欲测定此图，需在气液平衡后同时测定溶液的沸点、气相和液相组成。
前者可由沸点仪实现，而后者可用折射仪及由不同浓度溶液得到的工作曲线测得。
图1 环己烷-乙醇双液系的沸点-组成相图2 实验操作2.1实验药品、仪器及测试装置示意图2.1.1 实验仪器自制沸点仪，阿贝折射仪，调压器，温度传感器，锥形瓶，分析天平（AR2140），5ml 及10ml吸量管，洗耳球2.1.2 实验药品环己烷，无水乙醇2.1.3 实验装置示意图图21.冷却水入口2.气相冷凝液储存小泡3.温度计4.喷嘴5.电热丝6.调压器2.2 实验条件温度：室温（具体数值未知）气压：未知湿度：未知2.3实验操作步骤及方法要点a.按下表配比配制不同浓度的环己烷-乙醇溶液，并在空瓶时m0、加入环己烷后m1、加入无水乙醇后m2（本实验先加入环己烷后加入无水乙醇）分别进行称量并记录。
注意：所用锥形瓶要事先干燥；由于浓度是根据称量的数值由两组分的质量进行计算，所以每次加入液体的体积不必太精确。
表1 环己烷-无水乙醇混合溶液配比b.根据所测得的质量，用公式ω=(m1-m0)/(m2-m0) 公式1计算环己烷的质量分数，其中ω指环己烷的质量分数。
c.用阿贝折射仪测定以上配好的不同浓度环己烷-乙醇溶液的折射率以及纯环己烷和无水乙醇的折射率，记录数据。
注意：每次测量折射率后，要将折射仪的棱镜打开，用洗耳球吹干，以备下次使用。
d.根据上一步测得的折射率，用线性拟合的方法做工作曲线，检查数据是否可靠，若不可靠应重复测量。
e.由于不同浓度的各样品已经事先装入沸点仪，所以直接选定一个浓度的样品，接通电源，加热样品。
双液系气液相图的绘制实验报告
基础化学
（物理化学部分）
题目双液系气一液相图的绘制
班级
姓名
组号
仪器号
室温
216c
大气压
实验地点
实验楼C311
日
期
825.3MB
2008.11.9
一、实验目的
1、用沸点仪测定标准压力下环已烷-乙醇双液系的气液平衡数据，绘制系统的沸 点一组成图，确定系统的恒沸温度及恒沸混合物的组成。
2、了解用沸点仪测量液体沸点的方法，了解阿贝折光仪的测量原理和使用方法。
ห้องสมุดไป่ตู้二、实验原理
1、将两种完全互溶的挥发性液体组分A和组分B混合后，在一定的温度下， 平衡共存的气、液两相的组成通常并不相同。因此，如果在定压下将液态混合物 蒸馏，测定馏出物（气相）和蒸馏液（液相）的组成，就可得到平衡时气、液两 相的组成并绘制出沸点一组成图（即T—x图）。下图为完全互溶双液系的一种蒸
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。
双液体系气—液平衡相图的绘制及思考题
双液体系气—液平衡相图的绘制一、实验目的1. 绘制环己烷—异丙醇双液体系的沸点组成图，确定其恒沸组成和恒沸温度。
2. 掌握回流冷凝管法测定溶液沸点的方法。
3．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。
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 ），根据体系对拉乌尔定律的偏差情况，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 (a)所示。
（2）最大负偏差：存在一个最小蒸汽压值，比两个纯液体的蒸汽压都小，混合物存在着最高沸点，如盐酸—水体系，如图 (b)所示。
（3）最大正偏差：存在一个最大蒸汽压值，比两个纯液体的蒸汽压都大，混合物存在着最低沸点如图 (c)）所示。
上图为二组分真实液态混合物气—液平衡相图（T-x 图）t At AtAt Bt B t Bt / o Ct / o t / o x Bx Bx BABAABB(a)(b)(c)x 'x '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，因而不能象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。
为了测定双液系的T－x相图，需在气－液平衡后，同时测定双液系的沸点和液相、气相的平衡组成。
本实验以环己烷－异丙醇为体系，该体系属于上述第三种类型，在沸点仪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。
本实验中两相的成分分析均采用折光率法测定。
三、仪器与试剂1、仪器：沸点仪1台；调压变压器1台；阿贝折射仪1台；温度计(0-100℃) 1支；长滴管1个；短滴管2支；2、试剂：环己烷(分析纯)；异丙醇(分析纯)异丙醇—环己烷标准溶液(异丙醇分别为0.20，0.40，0.50，0.60，0.80，0.90)四、主要实验步骤1. 测定环己烷、异丙醇及标准溶液的折射率调节阿贝折射仪，用一支干燥的短滴管吸取环己烷数滴，注入折射仪的加液孔内，测定其折射率n，读数两次，取其平均值。
物化实验报告-双液系气液平衡相图的绘制
双液系气液平衡相图的绘制（物化实验得认真做）一、实验目的1. 用回流冷凝法测定沸点是气相和液相的组成，绘制双液系相图。
2 找出恒沸点混合物的组成和恒沸点的温度。
掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的测定方法。
3 了解阿贝折射计的构造原理，熟悉掌握阿贝折射计的使用方法。
二、实验原理1 液体的沸点是液体饱和蒸汽压和外压相等时的温度，在外压一定时，纯液体的沸点有一个确定值。
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。
2 大多数情况下，T-x 曲线将出现或正或负的偏差，当这个偏差足够大的时候，在曲线上将出现极大点或极小点。
这种极大点或者极小点就称为恒沸点。
3 考虑综合因素，实验选择具有最低恒沸点的乙醇- 乙酸乙酯双液系。
4 根据相平衡原理，对两组分体系，当压力恒定时，在气液平衡两相去，体系的自由度为1. 若温度一定时，则气液两相的组成也随之而定。
当原溶液的组成一定时，根据杠杆原理，两相的相对量一定。
反之，实验中利用回流的方法保持气液两相相对量一定，测量体系温度不发生改变时，即两相平衡后，取出两相的样品，用阿贝折射计测定气相、液相的折射率，再通过预先测定的折射率- 组成工作曲线来确定平衡时气相、液相的组成（即该温度下气液两相平衡成分的坐标点）。
改变体系的总成分，再如上法找出另一对坐标点。
这样得若干对坐标点分别按气相点和液相点连成气相线和液相线，即得T-x 平衡图。
三、实验仪器和试剂1、实验仪器沸点仪、阿贝折射仪、调压变压器、温度计两只、干燥小烧杯3只，干燥5ml小试管16只，软木塞若干，擦镜纸2、实验试剂无水乙醇（AR乙酸乙酯（AR丙酮（C.P）乙醇体积分数为5% 10% 15% 22% 38% 50% 70% 90%组成的乙醇- 乙酸乙酯溶液。
四实验过程1、将干燥的沸点仪安装好。
从侧管加入约20mL5混合液于蒸馏瓶内，并使温度计浸入液体内。
冷凝管接通冷凝水。
将稳流电源电压调至13V左右，使加热丝将液体加热至缓慢沸腾。
双液系气液平衡相图的绘制
五、 实验结果讨论 1.对于二组分，自由度f=2-Φ+2（T,P）, Φ=1,f=3（T,P,X B ）,为三维相图，不便于作图。 若固定P,则f*=3-Φ, Φ=1 时f=2(T,X B )，即可得到T-X平面图。相当于立体图在一个平面 上的投影。 由所得相图可看到气相线、 液相线。 它们将相图分为三个部分， 气相区 （气 相线上方） 、液相区（液相线下方） 、气液共存区（区域Ⅰ和Ⅱ） 。同一温度下，区域 Ⅰ中B组分的气相组成总是大于液相组成，区域Ⅱ中液相组成大于气相组成。蒸气中 富集的总是能降低溶液沸点的组分。沿着直线 1 降温： ① AB 段为混合蒸气，Φ=1，f=2，温度与组成可在此区域自由变化 ② B 点开始出现液相，开始进入 BC 段气液共存区，Φ=2，f=1,温度与组成只 有一个可自由变化 ③ 到 C 点气相消失，继续降温，进入液相区，Φ=1，f=2,温度与组成可在此区 域自由变化。 图中存在一个最低共沸点M(42.05,69.6)。在M处，自由度f=0,即T,X B 均不能任意改变。 此处气液相组成相同，共沸点温度t=69.6℃，x B =y B =42.05%。若由过M点的直线 2 降 温，则系统由气相区，经过共沸点直接进入液相区。 2.最低共沸点的出现，是由于对 Raoult 定律产生正偏差造成的(体系的总蒸气压和蒸气 分压的实验值均大于拉乌尔定律 P=P*x 的计算值)。产生偏差的可能原因很多，分子 环境发生变化，使得 分子间作用力改变而引起挥发性的改变。当同类分子间引力大于 异类分子间引力时，混合后作用力降低，挥发性增强，产生正偏差。若混合后分子发 生缔合或解离现象引起挥发性改变。若离解度增加或缔合度减少，蒸气压增大，产生
1.3990 1.3947 1.3819
1.3840 1.3795 1.3757
双液系的气-液平衡相图ppt课件
三.仪器与试剂 [注意按实际使用的记录]
四.试验步骤
1.工作曲线绘制
(1)调节超级恒温水浴温度在室温5℃以上,以适应季 节的变化,但所选温度应易于获得试样的密度数据。 环己烷和乙醇分别恒温10min,根据配制混合物所需 的体积,用移液管精确量取,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-乙醇溶液各10ml。为避免样 品的挥发带来的误差,配制应尽可能迅速。 (2)用尽可能短的软管将阿贝折光仪连接在前述调好 的恒温水浴上,以保持折光仪棱镜处于恒定温度。测 量上述9个溶液以及无水乙醇和纯环己烷的折光率。
按上述相同的步骤,用第二套沸点仪测定环己 烷摩尔分数为0.90 的环己烷-乙醇溶液的沸 点以及气相和液相的折射率测定。
6.系列环己烷-乙醇溶液以及环己烷的测定 按上述第5步所述步骤,分别用第一套沸点仪从
低组成向高组成逐一测定各溶液的沸点、大气压 及两相样品的折光率,而用第二套沸点仪从高组成 向低组成逐一测定各溶液的沸点、大气压及两相 样品的折光率。直至完成所有溶液的测定。 系列溶液可回收供其它同学使用；每个试样测定 后,将沸点仪尽量倒干净即可,不必干燥。记录温度 数据时千万不要忘记注明所用温度计的编号或代 码！
2.精密数字温度温差仪温度的校正
将两套精密数字温度温差仪的探头同时放入 恒温水浴中，测定温度的差值,以其中一套的 读数为基准,对另一套精密数字温度温差仪读 数进行校正。并作燥的沸点仪安装好。检查 带有温度计的软木塞是否塞紧,电热丝要靠 近烧瓶底部的中心。温度计探头的位置应 处在支管之下,但至少要高于电热丝1 cm。 温度计套管中应加入适量的硅油或液体石 蜡,以完全浸没测温探头敏感部分(约2.5～ 3cm),便于传热。
实验九 双液系的气液平衡相图的绘制
实验四双液系的气----液平衡相图一、目的要求1、绘制在p下苯—乙醇双液系的气----液平衡相图，了解相图和相率的基本概念；2、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1、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。
两组分若能按任意比例互相溶解，称为完全互溶双液系。
液体的沸点是指液体的蒸气压与外界压力相等时的温度。
在一定的外压下，纯液体的沸点有其确定值。
但双液系的沸点不仅与压力有关，而且还与两种液体的相对含量有关。
根据相率，自由度=组分数-相数+2因此，一个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。
u、一旦设定某个变量，则其他两个变量有相应的确定值。
苯—甲苯这一双液系基本接近于理想溶液。
但大多数的实际体系与拉乌尔（Raoult）定律有一定的偏差，偏差不大时，温度—组分相图与苯—甲苯相图相似，溶液的沸点介于两纯物质的沸点之间，但是，有些体系偏差很大，以致其相图出现极值。
正偏差大的体系在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。
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。
本实验要求将外压校正到一个大气压力（101.325kPa）。
2、沸点测定仪本实验所用沸点仪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，用于收集冷凝下来的气相样品。
电流经变压器和粗导线通过浸于溶液中的电热丝。
这样既可减少溶液沸腾时的过热现象，还能防止暴沸。
3、组成分析本实验选用苯和乙醇双液系，两者折光率相差颇大，而折光率测定只需要少量样品，所以可用折光率—组成工作曲线来测得平衡体系的两相组成。
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。
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故在Qs ~ n0图上，某点切线的斜率即为该 浓度溶液的微分稀释热，截距即为该浓度 溶液的微分溶解热。 如图所示：
对A点处的溶液，其 积分溶解热Qs = AF 微分稀释热 = AD/CD 微分溶解热 = OC
从n01到n02的积分稀释热Qd = BG – AF = BE 图2-2-1 QS—n0关系图
Q n 2 T , p ,n1
表示，简写为
Q n 2
n1
。
•冲淡热 在恒温恒压下，1mol溶剂加到某浓度的 溶液中使之冲淡所产生的热效应。冲淡热也可分 为积分(或变浓)冲淡热和微分(或定浓)冲淡热两 种。 •积分冲淡热 在恒温恒压下，把原含1mol溶质及 n01mol溶剂的溶液冲淡到含溶剂为n02时的热效 应，亦即为某两浓度溶液的积分溶解热之差， 以Qd表示。 •微分冲淡热 在恒温恒压下，1mol溶剂加入某一 确定浓度的无限量的溶液中产生的热效应，以
实验步骤
1. 将8个称量瓶编号，在台秤上称量，依次加入干 燥好并在研钵中研细的KNO3，其重量分别为2.5g、 1.5g、2.5g、2.5g、3.5g、4g、4g和4.5g，再用分 析天平称出准确数据。称量后将称量瓶放入干燥器 待用。 2. 在台秤上用杜瓦瓶直接称取200.0g蒸馏水，按 图2-2-2装好量热器。连好线路(杜瓦瓶用前需干燥)。 3. 经教师检查无误后接通电源，调节稳压电源， 使加热器功率约为2.5W，保持电流稳定，开动搅拌 器进行搅拌，当水温慢慢上升到比室温水高出1.5℃ 时读取准确温度，按下秒表开始计时，同时从加样 漏斗处加入第一份样品，并将残留在漏斗上的少量 KNO3全部掸入杜瓦瓶中，然后用塞子堵住加样口。
1. 在热化学中，关于溶解过程的热效应,有下列几 个基本概念。 溶解热 在恒温恒压下，n2mol溶质溶于n1mol溶剂( 或溶于某浓度溶液)中产生的热效应，用Q表示，溶 解热可分为积分(或称变浓)溶解热和微分(或称定浓) 溶解热。 积分溶解热 在恒温恒压下，1mol溶质溶于n0mol 溶剂中产生的热效应，用Qs表示。 微分溶解热 在恒温恒压下，1mol溶质溶于某一确 定浓度的无限量的溶液中产生的热效应，以
溶解热的测定
湘南学院化学与生命科学系
实验目的
• 1. 掌握量热装置的基本组合及电热补偿法测定 热效应的基本原理。 • 2. 用电热补偿法测定KNO3在不同浓度水溶液中 的积分溶解热。 • 3. 用作图法求KNO3在水中的微分冲淡热、积分 冲淡热和微分溶解热。
黄冈师范学院化学与应用化学学院
实验原理
3. 本实验是采用绝热式测温量热计，它是一个包 括杜瓦瓶、搅拌器、电加热器和测温部件等的量热 系统。装置及电路图如图2-2-2所示。
图2-2-2 量热器及其电路图 1-伏特计；2-直流毫安表；3-直流稳压电源；4-测温部件5-搅拌 器；6-漏斗
• 因本实验测定KNO3在水中的溶解热是一个吸热过 程，可用电热补偿法,即先测定体系的起始温度T， 溶解过程中体系温度随吸热反应进行而降低，再 用电加热法使体系升温至起始温度，根据所消耗 电能求出热效应Q。 • Q=I2Rt=UIt • 式中，I为通过电阻为R的电热器的电流强度(A)； U为电阻丝两端所加电压(V)；t为通电时间(s)。 • 利用电热补偿法，测定KNO3在不同浓度水溶液中 的积分溶解热，并通过图解法求出其它三种热效 应。
• 记录电压和电流值，在实验过程中要一直搅拌液 体，加入KNO3后，温度会很快下降，然后再慢慢 上升，待上升至起始温度时，记下时间(读准至秒， 注意此时切勿把秒表按停)，并立即加入第二份样 品，按上述步骤继续测定，直至8份样品全部加完 为止。 • 4. 测定完毕后，切断电源，打开量热计，检查 KNO3是否溶完，如未全溶，则必须重作;溶解完 全，可将溶液倒入回收瓶中，把量热计等器皿洗 净放回原处。 • 5. 用分析天平称量已倒出KNO3样品的空称量瓶， 求出各次加入KNO3的准确重量。
实质量，求算溶液的浓度， 以n0表示：
n0 nH 2 O nKNO 3 200.0 W累 1122 18.02 101.1 W累
2. 按Q=IUt公式计算各次溶解过程的热效应。 3. 按每次累积的浓度和累积的热量，求各浓度 下溶液的n0和QS。 4. 将以上数据列表并作QS-n0图，并从图中求出 n0=80，100，200，300和400处的积分溶解热和 微分冲淡热，以及n0从80→100，100→200， 200→300，300→400的积分冲淡热。
Q n 2 表示，简写为 T , p , n2
Q n 2
n2
2. 积分溶解热QS可由实验直接测定，其它三种 热效应则通过QS-n0曲线求得。 设纯溶剂和纯溶质的摩尔焓分别为Hm(1)和 Hm(2)，当溶质溶解于溶剂变成溶液后，在溶液 中溶剂和溶质的偏摩尔焓分别为H1，m和H2，m， 对于由n1mol溶剂和n2mol溶质组成的体系，在溶 解前体系总焓为H。 H＝n1Hm(1)＋n2Hm(2) (1) 设溶液的焓为H′， H′＝n1H1，m＋n2H2，m (2)
此混合（即溶解）过程的焓变为
ΔH = H΄ – H = nA（Hm，A – H*m，A）+ nB（Hm，B – H*m，B） = nAΔHm，A + nBΔHm，B
• 式中，ΔHm，A即为该浓度溶液的微分稀释 热，ΔHm，B即为该浓度溶液的微分溶解热。 • 根据上述定义，积分溶解热QS为
H nA Qs H m, A H m, B n0 H m, A H m, B nB nB
实验注意事项
实验过程中要求I、U值恒定，故应随时注 意调节。 实验过程中切勿把秒表按停读数，直到最 后方可停表。 固体KNO3易吸水，故称量和加样动作应 迅速。为确保KNO3迅速、完全溶解，在实 验前务必研磨到200目左右，并在110℃烘 干。 整个测量过程要尽可能保持绝热，减少热 损失。因量热器绝热性能与盖上各孔隙密 封程度有关，实验过程中要注意盖严。