物理化学实验二元液系的气液平衡相图

二元气液平衡相图的绘制

一、实验目的：

1、定不同组成的环己烷—乙醇溶液的沸点及气、液两相的平

衡浓度，由此绘制其沸点—组成图。

2、握爱贝斯折射仪的原理及使用方法。

二、实验原理：

了解二元溶液的沸点—组成图，对两组分的分离—精馏有指导意义。

本实验室用回流冷凝法测定不同浓度的环己烷—乙醇溶液的沸点和气、液两相的组成，从而绘制T-x图。

图1为环己烷—乙醇的沸点—组成的大致形状，ADC和BEC为气相线，AD’C和DE’C为液相线。他们表明了沸点和气、液组成个关系。当体系总组成为x的溶液开始沸腾时，气象组成为y，继续蒸馏，则气相量增加，液相量相应减少（总量不变），溶液温度上升，由于回流作用，控制了两相的量为一定，其沸点也为一定，此时气相组成为y’，与其平衡的液相组成为x’，体系的平衡沸点为t沸，此时气液两相的量服从杠杆原理。

当压力一定时，对两项共存区进行相律分析：独立组分数K=2，相数P=2，所以自由度f=K-P+1=2-2+1=1

这说明，若体系温度一定，气、液两相成分就已确定，当

总量一定时由杠杆原理可知，两相的量也一定，反之，在一定实验装置汇总，用利用回流的方法，控制气液两相的相对量为一定，

使体系的温度一定，则气液组成一定。 用精密温度计可以测出平衡温度，取出气液两相样品测定其折射率可以求出其组成。因为折射率和组成由一一

对应的关系，则可以通过测定仪系列一直组成的样品折射率，会出工作曲线即折射率—组成曲线。这样，只要测出样品的折射率就可从工作曲线上找到未知样品的组成。

三、 仪器和药品

仪器：阿贝折射仪、超级恒温槽、蒸馏瓶、调压变压器、1/10°C 刻度温度计、25ml 移液管一支、5ml 、10ml 移液管各两支、锥形瓶四个、滴管若干支。 药品：环己烷、乙醇、丙酮。

四、实验步骤

1、 工作曲线的测定 把超级恒温槽调至25°C ，用橡皮管连接好恒温槽与阿贝折射仪，使恒温水流经折射仪。准确配置下列溶

t/℃

图6—1 沸点—组成图

液，测定纯

环己烷，乙醇和下列溶液的折射率，并测定溶液温度。

测定工作曲线要点：随配随侧，充分均匀

2、测定环己烷的沸点

按图装好仪器，先把调压变压器调至电压最小，将25ml苯加入蒸馏瓶内，打开冷凝水，接通电源，缓慢增加电压，加压至12-16V，加热至液体沸腾时，记下温度稳定值。

3、停止加热，按下列次序加入乙醇

每次甲烷后，测其非典及气、液两相的折射率1ml 2ml 4ml 5ml 7ml 乙醇可以从支管加入，要沸腾较长一段时间后才能达到平衡，当温度稳定不变后，记下温度值。停止加热，立即取出小槽中的气相样品测其折射率，接着测定液相折射率，测定要点是先气相后液相。

4、做完上述试验后，拔下电源插头，回收母液，再用电吹风吹干沸点仪，加入25ml乙醇，测其沸点，按下列次序加入环己烷，分别测其沸点及气、液两相的折射率，然后拔下电源插头，一切恢复原状。

1ml 3ml 5ml 7ml 7 ml

1、工作曲线

2、实验数据

1、计算出标准溶液的质量百分组成，作出折射率—组成图即

工作曲线

2、利用内插法，在工作曲线上找出个折射率相应的组成。

3、将沸点、气、液两相的折射率及责成数据列表。

4、作沸点—组成图。作图时，气液相得实验点应当用不同的

标记标出。

5、由沸点—组成图上求出最低恒沸点和恒沸混合物的组成。