1.双液系的气—液平衡相图
双液系的气—液平衡相图
实验五双液系的气—液平衡相图一、实验目的1、绘制在标准压力下乙醇-正丙醇体系的沸点组成图，并确定其恒沸点及恒沸组成;2、熟练掌握测定双组分液体沸点的方法及用折光率确定二组分物系组成的方法;3、掌握超级恒温槽、阿贝折射仪、气压计等仪器的使用方法。
二、实验原理1、相图任意两个在常温时为液态的物质混合起来组成的体系称为双液系。
两种溶液若能按任意比例进行溶解，称为完全互溶双液系，如环已烷-乙醇、正丙醇-乙醇体系都是完全互溶体系。
若只能在一定比例范围内溶解，称为部分互溶双液系，例苯-水体系。
在完全互溶双液系中，有一部分能形成理想液态混合物，如苯-甲苯系统，二者的行为均符合拉乌尔定律，但大部分双液系是非理想液态混合物，其行为与拉乌尔定律有偏差。
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。
双液系两相平衡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(或t)-组成(x)图，即T（或t）—x图。
它表明了沸点与液相组成和与之平衡的气相组成之间的关系。
在恒定压力下，二组分系统气液达到平衡时，其沸点-组成（t-x）图分三类：(1)混合液的沸点介于A、B二纯组分沸点之间。
这类双液系可用分馏法从溶液中分离出两个纯组分。
如苯-甲苯系统，此时混合物的行为符合拉乌尔定律或对拉乌尔定律的偏差不大。
如图5-1(a)所示。
(2）有最低恒沸点体系，如环已烷-乙醇体系，t—x图上有一个最低点，此点称最低恒沸点，在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成，此时混合物的行为对拉乌尔定律产生最大正偏差，如图5-1(b)所示。
对于这类的双液系，用分馏法不能从溶液中同时分离出两个纯组分。
(3）有最高恒沸点体系，如氯仿-丙酮体系，t—x图上有一个最高点，此点称最高恒沸点，在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成，此时混合物的行为对拉乌尔定律产生最大负偏差，如图5-1(c)所示。
《物理化学实验报告》双液系的气液平衡相图
双液系的气液平衡相图2011年9月5日实验，2011年9月12日提交报告助教：柳清1 引言相图（phase diagram）是用图形表示多相系统的物理化学状态随温度、压力、组分含量等的变化的图1。
对于多相平衡系统，相律（phase rule）是其热力学基础。
本实验研究的是环己烷－乙醇（C6H12－C2H5OH）双液系的气液平衡状态。
根据相律，f＋Φ = C＋2其中相数Φ为2，独立自由组分数C为1，则系统自由度数f为1。
如果固定外压p不变，条件自由度数f′为0。
因此，在外压p不变时，温度T和组分含量x唯一确定了双液系气液平衡系统的状态。
用气液平衡时的温度T和组分含量x分别作为纵横坐标，同时测定气相和液相的组成，可以绘制双液系的气液平衡T－x相图。
不同组成的双液系具有不同形式的气液平衡T－x相图。
理想液体混合物或者接近理想液体混合物的双液系，混合物的沸点介于两纯物质沸点之间，如图1(a)。
各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的正偏差时，混合溶液体系会具有最低恒沸点，如图1(b)。
反之，混合溶液体系会具有最高恒沸点，如图1(c)。
(a) (b) (c)图1 不同双液系的气液平衡T－x相图形式本实验选用具有最低恒沸点的环己烷－乙醇（C6H12－C2H5OH）双液系。
用沸点仪可以测定不同组成的双液系的恒压沸点T。
沸点仪是测定常量溶液沸点的工具。
沸腾时的溶液从喷嘴喷出，温度计测定的恰是该处蒸气和液相平衡的温度。
气相部分经过冷凝器冷凝后储存在小泡中，以备取样。
考虑到温度计的精度，需要对1/10℃温度计进行露茎校正。
由于温度计暴露于体系之外的部分所处温度与实测区域不同，二者膨胀系数略有差别。
为了补偿这部分损失，通过辅助温度计读出环境温度后，按下式校正：t = t0＋1.57×10－4×n×(t0－t s)式中t0为温度计读数，n为温度计露茎在体系外的刻度数目，t s为辅助温度计读数。
t 为校正后的温度。
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 掌握相图的基本知识,了解相图和相律的基本概念。
2掌握测定双组分液体的沸点及校正常压沸点的方法。
3 掌握阿贝折光仪的操作方法和确定二元液体组成的方法。
4 绘制在平衡压力（pΘ）下环己烷－乙醇双液系的气－液平衡相图。
二、实验简要原理三、仪器药品，实验所需的文献数据及其来源1.仪器试剂环己烷（分析纯）；无水乙醇（分析纯）；玻璃漏斗（直径5cm）一只；称量瓶（高型）10只；长滴管10支；带玻璃磨口塞试管（5ml）4支；烧杯（50ml，100ml）各一只；沸点测定仪一台；Abbe折光仪（棱镜恒温）一台；超级恒温器一台一只；调压变压器（0.5kVA）一台玻璃温度计（0～100℃，分度值1℃）一支；水银温度计（50～100℃，分度值0.1℃）一支：实验室预先配置环己烷－乙醇系列溶液，以环己烷摩尔分数计大约为0.05，0.15，0.30，0.45，0.55，0.65，0.80，和0.95；2.文献数据1．标准压力下的恒沸点数据表1 标准压力下环己烷－乙醇体系相图的恒沸点数据沸点／℃乙醇质量分数／℃x环己烷64.940／64.829.20.57064.831.40.54564.930.50.5552．环己烷－乙醇体系的折光率－组成关系表2 25℃时环己烷－乙醇体系的折光率－组成关系x乙醇x环己烷n D251.000.0 1.359350.89920.1008 1.368670.79480.2052 1.377660.70890.2911 1.384120.59410.4059 1.392160.49830.5017 1.398360.40160.5984 1.403420.29870.7013 1.408900.20500.7950 1.413560.10300.8970 1.418550.00 1.00 1.42338四、预习提问（对原理，重要操作步骤，注意事项、数据处理提问？）1．在测定沸点时，溶液过热或出现分馏现象，将使绘出的相图图形发生什么变化？2．为什么工业上常产生95％酒精？只用精馏含水酒精的方法是否可能获的无水酒精？3．试设计其它方法用以测定气、液两相组成，并讨论其优缺点。
物理化学实验-双液系的气液平衡相图
广西民族大学物理化学实验报告2018年10月24日姓名：指导老师：实验步骤及装置图1.用移液管量取异丙醇25mL，倒入干燥的沸点测定仪中。
开通冷却水。
开启电源，温度开始上升，不久仪器内液体沸腾，回流至温度不再升高和气相冷凝液充满，读取沸点，关闭电源。
2.用移液管量取1mL环己烷，加入沸点测定仪中。
开启电源，温度开始上升，不久仪器内液体沸腾，回流至温度不再升高和气相冷凝液充满，读取沸点，关闭电源。
用干燥滴管吸取气相冷凝液，测其折光率。
再用另一干净滴管吸取液相样品，测其折光率。
3.用移液管量取5mL、9mL、10mL环己烷，以同样的方法，顺序测定含环己烷的各溶液的沸点及气相、液相组分的折光率。
4.用移液管量取25mL环己烷，重复步骤15.用移液管量取0.5mL、1.5mL、4mL、5mL异丙醇，以同样的方法，顺序测定含异丙醇的各溶液的沸点及气相、液相组分的折光率。
实验原理常温下，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。
双液体系的沸点不仅与外压有关，还与双液体系的组成有关。
恒压下将完全互溶双液体系蒸馏，测定馏出物(气相)和蒸馏液(液相)的组成，就能找出平衡时气、液两相的成分并绘出T-X 图。
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1 (a) 而实际溶液由于A、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。
本实验所用沸点仪如图所示。
这是一个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。
电流经变压器和粗导线通过浸于溶液中的电热丝。
这样既可以减少溶液沸腾时的过热现象，还能防止暴沸。
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。
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。
双液系的气—液平衡相图预习思考题
实验五双液系的气—液平衡相图预习思考题一、思考题：1.作乙醇—正丙醇标准液的折光率—组成曲线的目的是什么答：求平衡体系的两相组成，组分与沸点之间的关系。
2.如何判断已达气液平衡答：温度计读数不再变化。
3.测定一定沸点下的气液相折光率时为什么要将待测液冷却答：因为折射率与被测物的温度有关。
阿贝折光仪测折光率时，温度是恒定在30°C，故冷却待测液。
4.本实验加入沸石的目的是什么答：避免局部过热，防止爆沸。
5.乙醇—正丙醇的折光率—组成工作曲线为一直线，两点即可定一线，本实验为何还要进行多点测定答：进行多点测定可减少偶然误差。
6.简述本实验是如何测定双液系的气—液平衡相图的答：先测出其标准溶液的折光率-组分曲线，再根据折光率计算出组分，便能得出气液平衡相图。
7.本实验在测定双液系的沸点和组成时，每次加入沸点仪中的两种液体是否应按记录表规定精确计量为什么答：否。
因为双液系的沸点和组分成曲线关系的，不因组分的改变而改变，可以根据折射率得到其组分。
8.我们测得的沸点和标准大气压下的沸点是否一致为什么答:不一致。
因为通常外界压力并不恰好等于标准压力。
9.简述用阿贝折光仪测定液体折光率的步骤。
答：P37.10.双液系的沸点—组成图分为哪几类本实验属于哪一类答：（1）混合液的沸点介于A,B二纯组分沸点之间；（2）有最低恒沸点体系；（3）有最高恒沸点体系。
属于第一类二、操作题：1. 如何进行打开冷凝水至适当位置操作为什么答：2. 如何进行沸点仪在开始加热和温度接近沸点时的操作3. 如何进行测定沸点后蒸馏瓶水浴冷却操作答：用塑料盆盛自来水，冷却至温度计读数与超级恒温槽接近为止。
4. 如何进行沸点仪气、液相取样操作答：气相取样：打开气态冷凝液磨口塞，用弯钩滴管吸出气相收集小液体球；液相取样：用直的滴管吸取部分液相样品。
5. 折光仪在加样时应注意什么如何操作答：6. 如何进行折光仪加样后的调节操作答：7. 如何进行折光仪读数操作答：左目镜读数。
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、绘制在常压下环己烷乙醇双液系的气液平衡相图，了解相图和相律的基本概念。
2、掌握阿贝折射仪的使用方法，测定液体和蒸气的组成。
3、学会通过实验数据处理和分析，确定双液系的最低恒沸点和恒沸组成。
二、实验原理1、双液系的气液平衡双液系是指两种液体能以任意比例相互溶解所组成的体系。
在一定温度下，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。
2、相律相律表达式为：F ＝ C P ＋ 2，其中 F 为自由度，C 为组分数，P 为相数。
对于双液系，在压力固定的情况下，自由度 F ＝ 2 P。
3、沸点测定通过沸点仪测定双液系的沸点。
当液体混合物沸腾时，其气相和液相的组成不同。
使用阿贝折射仪测定液相和气相的折射率，然后通过折射率组成工作曲线确定其组成。
三、实验仪器与试剂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（2ml、5ml）、滴管。
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，安装好温度计、加热丝和冷凝管。
2、配制溶液用移液管分别吸取一定体积的环己烷和乙醇，配制不同组成的环己烷乙醇混合液，体积比分别为 0:10、1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1、10:0。
3、测定沸点将配制好的混合液加入沸点仪中，加热至液体沸腾。
待温度稳定后，读取沸点温度。
分别从气相冷凝液取样口和液相取样口吸取样品，用阿贝折射仪测定其折射率。
5、重复实验改变混合液的组成，重复上述步骤，测定不同组成下的沸点和折射率。
五、实验数据记录与处理1、实验数据记录｜混合液体积比（环己烷:乙醇）｜沸点（℃）｜气相折射率｜液相折射率｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 0:10 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 1:9 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 2:8 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 3:7 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 4:6 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 5:5 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 6:4 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 7:3 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 8:2 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 9:1 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 10:0 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜2、折射率组成工作曲线的绘制以已知纯环己烷和纯乙醇的折射率为端点，将实验测定的不同组成下的折射率与组成数据标绘在坐标纸上，绘制折射率组成工作曲线。
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。
大学物化实验报告--双液系的气—双液系的气—液平衡相图
实验目的与要求：1.绘制常压下环己烷一乙醇双液系的气液平衡相图（TX图），了解相图和相律的基本概念；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。
实验原理：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。
双液体系的沸点不仅与外压有关，还与双液体系的组成有关。
恒压下将完全互溶双液体系蒸馏，测定馏出物（气相）和蒸馏液（液相）的组成，就能找出平衡时气、液两相的成分并绘出TX图。
通常，如果液体与拉乌尔定律的偏差不大，在TX图上溶液的沸点介于A、B二纯液体的沸点之间见图1（a）。
而实际溶液由于A、B二组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大偏差，在TX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本实验采用回流冷凝的方法绘制环己烷乙醇体系的TX图。
其方法是用阿贝折射仪测定不同组分的体系在沸点温度时气相、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TX图仪器与试剂：数据记录及处理分析：环己烷的沸点：80.7摄氏度乙醇的沸点：78.4摄氏度进实验室前的温度：30.5摄氏度气压:101.04千帕出实验室的温度：29.7摄氏度气压：101.15千帕方程 数据：：y=-0.0 .0893x+ 599实验所 图可 人看出液 混 物中随 不己；含量的升高沸点先逐渐下降到 个恒 个稳沸点然后 定的波动 迅逐 上升，盾气 液相和气力 混合物随 点是恒沸 烷的升高是迅速到一点然后保持组分的改变导致沸点的改变。
C...C 0.2 L.C温度/℃最低恒沸物的沸点.。
其组成：环己烷的摩尔分数为的环己烷乙醇溶液二-1.<E实验结论：个人实验图乙醇/环己烷平衡相图通过实验学会了测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法以及用折光率确定二元液体组成的方法。
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。
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.绘制在Pθ环已烷—乙醇的气液平衡相图，了解相图和相律基本概念；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的组成方法。
二、实验原理液体的沸点是指液体的蒸气压和外压相等时的温度，在一定的外压下，纯液体的沸点有确定值。
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。
两种挥发性液体混合，假设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，二组分系统气液到达平衡时，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〕的关系有以下三种：〔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(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(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(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。
图1. 沸点和组成〔T-x〕图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〔如图2所示〕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〕，分别用阿贝折光仪测定其折光率。
根据已知组成的溶液折光率，作出一定温度下〔25℃〕该溶液的折光率—组成工作曲线，然后根据测得的样品溶液的气液两相的折光率，在此曲线上即可按内描法得到待测未知样品溶液的组成。
图2. 沸点测定仪示意图三、仪器与药品沸点测定仪1只丙酮〔分析纯〕水银温度计〔50~100℃，分度值0.1℃〕1支超级恒温水浴1台玻璃温度计〔0~100℃，分度值1℃〕1支称量瓶〔高型〕10只调压变压器〔0.5kVA〕1只25mL移液管数字式Abbbe折光仪〔棱镜恒温〕1台长滴管10支带玻璃磨口塞试管〔5mL〕4支无水乙醇〔分析纯〕烧杯〔50ml，250ml〕各1支环己烷〔分析纯〕玻璃漏斗〔直径5cm〕1只重蒸馏水，冰四、实验步骤1.调节超级恒温水浴温度，使阿贝折光仪上的温度计读数保持在25℃。
双液系的气液平衡相图
一、目的要求1．用沸点仪测定在一大气压下乙醇及环己烷双液系的气液平衡时气相与液相的组成及平衡温度，绘制温度-组成图，并找出恒沸混合物的组成及恒沸点的温度。
2．学会阿贝折光仪的使用。
二、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，则称部分互溶双液系。
双液系的气液平衡相图T-x 图可分为三类，见图5-1。
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x，液相组成点x。
无水乙醇(ml)1234环己烷(ml)43213．用阿贝折光仪测标准溶液以及纯乙醇、纯环己烷的折射率。
4．测定体系的沸点及气液两相的折射率。
测定方法如下：将一配制好的样品注入沸点仪中，液体量应盖过加热丝，处在温度计水银球的中部，旋开冷凝水，接通电源，电压不能超过规定电压，否则会烧断加热丝。
当液体沸腾、温度稳定后，记下沸腾温度及环境温度，并停止加热。
分别用滴管吸取气相及液相的液体用阿贝折光仪测其折射率，每份样品读数二次取平均值。
测定完之后，将沸点仪中的溶液倒回原试剂瓶中，换另一种样品按上述操作进行测定。
五、注意事项1．沸点仪中没有装人溶液之前绝对不能通电加热，如果没有溶液，通电加热丝后沸点仪会炸裂。
2．一定要在停止通电加热之后，方可取样进行分析。
3．使用阿贝折光仪时，棱镜上不能触及硬物（滴管），用擦镜纸擦镜面。
六、数据处理1．将标准溶液的体积百分数按式(5-1)换算成重量百分数，然后以重量百分数对折射作图。
W%=×100% (5-1)式中V1、D1分别代表乙醇的体积及比重，乙醇的比重在20℃为0.7893；V2、D2分别代表环己烷的体积及比重，环己烷的比重在20℃时为0.7791。
2．沸点校正，由于温度计的水银柱未全部浸人待测温度的区域内而须进行露茎校正。
校正公式 D t露＝K·n·（t测一t环） (5-2)式中K=0.00016，n为露出于被测体系之外的水银柱长度，t测为测量温度计上的读数，t环为环境温度。
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。
双液系的气-液平衡相图
双液系的气—液平衡相目的要求(1) 绘制在pΘ下环己烷-乙醇双液系的气-液平衡相图，了解相图和相律的基本概念。
(2) 掌握测定双组分液体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。
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。
两种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。
在一定的外压力下，纯液体的沸点有其确定的值。
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，则其他两个变量必有相应的确定值。
图Ⅱ-5-1以苯-甲苯为例表明，温度T这一水平线指出了在此温度时处于平衡的液相组分x和气相组分y的相应值。
苯与甲苯这一双液系基本上接近理想溶液，然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-组分相图与图Ⅱ-5-1相似，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。
例如，H2O-HCl体系的最高恒沸点在P0时为108.5，恒沸物的组成含HCl20.242%。
通常，测定一系列不同配比溶液的沸点及气、液两相组成，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1个大气压力。
二、沸点测定仪各种沸点仪的具体构造虽各有特点，但其设计思想则都集中于如何正确测定沸点、便于取样分析、防止过热及避免分馏等方面。
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【最新整理，下载后即可编辑】实验目的与要求：1. 绘制常压下环己烷－乙醇双液系的气液平衡相图（T—X图），了解相图和相律的基本概念；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。
实验原理：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。
双液体系的沸点不仅与外压有关，还与双液体系的组成有关。
恒压下将完全互溶双液体系蒸馏，测定馏出物（气相）和蒸馏液（液相）的组成，就能找出平衡时气、液两相的成分并绘出T—X图。
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1 (a)。
而实际溶液由于A、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。
图1 完全互溶双液系的相图图2 沸点仪 1．温度计；2．加料口；3．加热丝；4．气相冷凝液取样口；5．气相冷凝液本实验采用回流冷凝的方法绘制环己烷-乙醇体系的T —X 图。
其方法是用阿贝折射仪测定不同组分的体系在沸点温度时气相、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T —X 图 仪器与试剂：沸点仪1套 超级恒温槽1台WZS －I 型阿贝折光仪25ml 量筒、小漏斗、滴管、大烧杯无水乙醇 ， 环己烷，x 环己烷 各为0.1，0.3，0.5，0.7，0.95的乙醇溶液。
（250mL 试剂瓶盛装）注：x 环己烷 为环己烷的物质的量分数浓度，定义为乙醇环己烷环己烷环己烷n n n x +=个人实验图乙醇/环己烷平衡相图温度/℃908070600.000.200.400.600.80 1.00 1.20环己烷%最低恒沸物的沸点64.9℃。
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。
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仪 器 和 试 剂
沸点测试仪 精密数字温度计 WAY阿贝折射仪 阿贝折射仪 数字恒流电源 1套 套 1个 个 1台 台 1台 台
烧杯、胶头滴管、乙醇（分析纯）、环己烷（分析纯） 烧杯、胶头滴管、乙醇（分析纯）、环己烷（分析纯） ）、环己烷
实 验 装 置—沸点仪
接 冷 凝 循 环 水
接恒流电源 数字温度计
数 据 记 录 与 处 理
1.44 1.43
1.42
1.41
1.4
1.39
1.38
1.37 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
数 据 记 录 与 处 理
数 据 记 录 与 处 理
沸点值进行校正（p实验不等于标准大气压） 沸点值进行校正（ 不等于标准大气压） 绘制沸点—组成相图 绘制沸点 组成相图
《物理化学实验》电子教材系列 物理化学实验》
实验1 双液系的气— 实验1：双液系的气—液平衡相图
江西师范大学化学化工学院物理化学教研室编 2010年 2010年9月
实 验 目 的
绘制乙醇—环己烷双液系的气 液平衡相图 绘制乙醇 环己烷双液系的气—液平衡相图，了解 环己烷双液系的气 液平衡相图， 相图和相律的基本概念， 相图和相律的基本概念，进一步理解分馏原理 掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法 掌握阿贝折射仪的原理及使用方法 掌握用折光率确定二元液体组成的方法
实 验 装 置—阿贝折射仪
(1) 将阿贝折射仪置于光亮处，打开手轮 将被测液体用干净滴管加在 将阿贝折射仪置于光亮处，打开手轮10 本棱镜表面。并将进光棱镜盖上，用手轮10紧锁 要求液层均匀， 紧锁， 基 本棱镜表面。并将进光棱镜盖上，用手轮 紧锁，要求液层均匀， 充满视场，无气泡。 充满视场，无气泡。 (2) 打开遮光板 ，合上反射镜 ，调节目镜 视野，使十字线成像清晰， 打开遮光板3，合上反射镜1，调节目镜8视野 使十字线成像清晰， 视野， 此时旋转手轮（右下钮），并在目镜视场中找到明暗分界线的位置， ），并在目镜视场中找到明暗分界线的位置 此时旋转手轮（右下钮），并在目镜视场中找到明暗分界线的位置，再 旋转色散调节手轮6，使分界线不带任何彩色，微调手轮（右下钮）， 旋转色散调节手轮 ，使分界线不带任何彩色，微调手轮（右下钮）， 使分界线位于十字线的中心（如下图所示）， ），此时目镜视野下方刻度尺 使分界线位于十字线的中心（如下图所示），此时目镜视野下方刻度尺 指示的数值即为被测液体的折射率。 指示的数值即为被测液体的折射率。
折射率可至小数点后第四位， 折射率可至小数点后第四位，1.3000~1.7000
实 验 步 骤
精确配置乙醇—环己烷标准溶液， 精确配置乙醇 环己烷标准溶液，绘制标准工作曲线 环己烷标准溶液 配置乙醇—环己烷样品溶液 配置乙醇 环己烷样品溶液 组装沸点仪 通冷凝水，加样，加热， 通冷凝水，加样，加热，达到气液两相平衡 阿贝折光仪测定样品折射率 测定不同样品的气液组成 记录实验前后大气压力取平均值 关闭装置，结束实验，收拾试验台！ 关闭装置，结束实验，收拾试验台！
实 验 思 考
气液两相是如何实现平衡的？沸点仪中收集冷凝液的 气液两相是如何实现平衡的？沸点仪中收集冷凝液的 小槽容积过大或过小会有何影响？ 小槽容积过大或过小会有何影响？ 为什么测纯环己烷、纯乙醇的沸点前，蒸馏瓶必须洗 为什么测纯环己烷、纯乙醇的沸点前， 晾干，而测混合液沸点和组成时不需要这样做？ 净、晾干，而测混合液沸点和组成时不需要这样做？ 是否可以不测纯乙醇和环己烷的沸点， 是否可以不测纯乙醇和环己烷的沸点，直接用标准大 气压下的数据？ 气压下的数据？ 根据相图说明是否可以通过反复蒸馏的方法将乙醇和 环己烷分离 为什么工业上常生产95℅酒精？只用精馏含水酒精的 酒精？ 为什么工业上常生产 酒精 方法是否可能获得无水酒精？ 方法是否可能获得无水酒精？ 测定恒沸点时，溶液过热或出现分馏现象， 测定恒沸点时，溶液过热或出现分馏现象，将使绘出 的相图图型发生什么变化？ 的相图图型发生什么变化？
侧管 小槽 （取气相样品） 取气相样品） 取液相样品） （加样/取液相样品）-34 32-
1.反射镜 2.转轴 3.遮光扳 4.温度计 5.进光棱镜座 6.色散调节手轮 反射镜 转轴 遮光扳 温度计 进光棱镜座 色散调节手轮 7.色散值刻度圈 8.目镜 盖扳 10.锁紧手轮 11.折射棱镜座 色散值刻度圈 目镜9.盖扳 锁紧手轮 折射棱镜座 目镜 12.刻度盘聚光镜 温度计座 14.底座 15.折射率刻度调节手轮 刻度盘聚光镜13.温度计座 刻度盘聚光镜 底座 折射率刻度调节手轮 16.偏差调节螺钉 17.壳体 18.恒温接头 偏差调节螺钉 壳体 恒温接头
实 验 原 理
两种液态物质混合而成的二组分体系称为双液系 两种液态物质混合而成的二组分体系称为双液系 液体的蒸汽压与外界压力相等时的温度称为液体的沸点 液体的蒸汽压与外界压力相等时的温度称为液体的沸点 p一定时，纯液体沸点有定值;完全互溶的二元体系， 一定时，纯液体沸点有定值 完全互溶的二元体系 完全互溶的二元体系， 一定时 沸点还与组成有关. 沸点还与组成有关
溶液的沸点介于二纯组分之间——如：苯-甲苯体系 如 溶液的沸点介于二纯组分之间 溶液有最高恒沸点——如：卤化氢-水体系 如 卤化氢溶液有最高恒沸点 溶液有最低恒沸点——如：环已烷-乙醇体系 如 环已烷溶液有最低恒沸点 T T T
x
x
x
用温度计直接测量体系的沸点 用折射法分别测量体系气相、液相的折光率， 用折射法分别测量体系气相、液相的折光率，求出气液相的组分
实 验 注 意 事 项
加热丝不能露出液面，一定要被测液体浸没， 加热丝不能露出液面，一定要被测液体浸没，否则 不能露出液面 通电加热时可能会引起有机液体燃烧 电阻丝两端电压不能过大（加热功率不能太大）， 电阻丝两端电压不能过大（加热功率不能太大）， 加热丝上有小气泡逸出即可 温度传感器不要直接碰到加热丝 一定要使体系达到平衡，即温度数值稳定后读数， 一定要使体系达到平衡，即温度数值稳定后读数， 才能测定其沸点及气相冷凝液和液相的折射率 被测样品浓度不需要配制的非常准确， 被测样品浓度不需要配制的非常准确，且可反复使 测量后应倒回试剂瓶贮存（ 用，测量后应倒回试剂瓶贮存（绘制相图是根据平 衡时气液相的组成来确定的，不需知总组成） 衡时气液相的组成来确定的，不需知总组成） 使用阿贝折射仪时，棱镜上不能接触硬物，擦拭棱 使用阿贝折射仪时，棱镜上不能接触硬物， 镜时需用擦镜纸等柔软的纸