双液系的气-液平衡相图

双液系的气-液平衡相图

1. 简述由实验绘制环己烷-乙醇气-液平衡T-x相图的基本原理。

答：通过测定不同沸点下组分的气、液相的折射率，在标准的

工作曲线上找出该折射率对应的浓度，结合其沸点画出平衡相图。2. 在双液系的气-液平衡相图实验中，作环己烷-乙醇的标准折光率-组成曲线的目的是什么？

答：作标准曲线的目的是通过测气、液相相得折射率从而在标

准工作曲线上找出对应的浓度。

3. 用精馏的方法是否可把乙醇和环己烷混合液完全分离，为什么？

答：不能完全分离。因为环己烷-乙醇二组分具有最低恒沸点。

4. 测定纯环己烷和纯乙醇的沸点时，沸点仪中有水或其它物质行吗？

答：有水和其他物质都是不行的。因为有水和其他物质会使所

测沸点改变。

5. 为什么工业上常生产95％酒精？只用精馏含水酒精的方法是否可能获得无水酒精？

答：因为水-乙醇二组分具有最低恒沸点，所以工业上常生产95%的酒精。用精馏的方法无法获得无水酒精，只能获得95%的酒精。

6. 在双液系的气-液平衡相图实验中，如何判断气-液相达平衡状态？

答：观察贝克曼温度计的读数，如果读数稳定3-5分钟，说明

已达平衡状态。

7. 在双液系的气-液平衡相图实验中，每次加入沸点仪中的环己烷或乙醇是否应按记录表所规定的体积精确计量？为什么？

答：不需要按记录表的加。因为组分的浓度不是按所加物质的

量计算得来的，而是通过测折射率间接得到的。

8. 在双液系的气-液平衡相图实验中，在测定沸点时，溶液出现分馏现象，将使绘出的相图图形发生什么变化？

答：出现馏分将使测得的沸点偏高，使相图向上移动。

9. 在双液系的气-液平衡相图实验中，蒸馏器中收集气相冷凝的小球大小对结果有何影响？

答：小球太小难以收集气相，小球太大，小球内的组分更新太慢，产生馏分，导致实验误差。

10. 在双液系的气-液平衡相图实验中，通过测定什么参数来测定双

液系气-液平衡时气相和液相的组成？

答：通过测定组分的折射率来测定双液系气-液平衡时气相和液相的组成。

11. 在双液系的气-液平衡相图中，如何通过测定溶液的折光率来求

得溶液的组成？

答：通过测得的折射率在标准曲线上找出对应的浓度，根据气、液相平衡浓度与测得的沸点作出平衡相图。

12. 什么是恒沸点？双液系相图中包含了哪些区域、哪些线和哪些重要的点？各部分的自由度为多少？

答：恒沸点是体系在T-X图上存在的极值，此点的气液两相组成相同，此点的温度就称为该体系恒沸点，此点代表的组成即为该恒沸混合物的组成。

双液系相图中包含包含液相区、气相区、气-液平衡相区；液相线，气相线；纯乙醇的沸点、纯环己烷的沸点、最低恒沸点。

液相区和气相区的条件自由度均为2，气-液平衡相区的条件自由度为1，纯乙醇的沸点、纯环己烷的沸点、最低恒沸点的条件自由度均为0。

13. 在双液系的气-液平衡相图实验中，为何要多次将小球中的液体倾倒回烧瓶中？

答：使小球内收集的液体为平衡时蒸汽的冷凝液，这样才能代表平衡时气相的组成。

14. 在双液系的气-液平衡相图实验中，如果将沸点仪过度倾斜使小球中凝聚液体太多，会对测定产生什么影响？

答：过度倾斜可能使小球内的液体更新太慢，出现馏分，造成实验误差。

15. 在双液系的气-液平衡相图实验中，主要误差来源是什么？

答：给双液系加热而产生的液相的组成并不固定，而且加热的时间长短并不固定，因此使测定的折射率产生误差；温度计的位置并不固定，测得的温度有差异；测量过程中取液后停留的时间不一样，气体的挥发程度不一样，导致的测量误差；还有不同的人观测时分辨颜色的程度不一样，同一个人在不同的环境下读的值也不一样，导致的读数误差。。

16. 用阿贝折光率仪测定液体折光率时要经过哪几步调节？测定时

无法调出明暗界面，可能的原因是什么？

答：将待测液均匀的滴到工作镜面上后，首先调节调节手轮使

视野中出现明暗交界，然后调节目镜，使交叉线最为清晰，接着调

节色散校准手轮使明暗交界线的色差尽量小，最后调节调节手轮使

明暗交界线对准交叉点，调好后就可以按“read”键读数了。

测定时无法调出明暗界面，可能的原因是液体样品已挥发了。17. 在双液系的气-液平衡相图实验中，测定工作曲线时折光率的恒

温温度与测定样品时折光率的恒温温度是否需要保持一致？为什么？

答：两者的恒温温度需要保持一致。因为在不同温度时测得的

折射率是不一样的，而书本给出的是30℃时浓度与折射率的关系，本实验需要利用该曲线找出所测折射率对应的浓度。

18. 本实验为何选用测折光率的方法测定气液相平衡组成？

答：因为两者折光率相差颇大，而在一定温度下溶液的折光率

与组成存在对应关系，折光率的测定又只需要少量样品，所以，可

以用折光—组成工作曲线来测定平衡体系的两相组成。

19. 在双液系的气-液平衡相图实验中，所用的蒸馏器尚有那些缺点？如何改进？

答：蒸馏器收集气相、液相的球大小没有设计好，应根据实验

所用溶液量来设计球的规格；温度计与电热丝靠的太近，可以把装

液相的球设计小一点，使温度计稍微短一点也能浸到液体中，增大

与电热丝的距离；橡胶管与环境交换热量太快，可以在橡胶管外面

包一圈泡沫，减少热量的散发。

20. 在双液系的气-液平衡相图实验中，使用的样品溶液能否重复使用？

答：测定混合液的样品可以重复使用，因为气液相平衡组成是

由精确测定折光率而得到，测定纯乙醇和纯环己烷的沸点，还需用

纯物质。

21. 在双液系的气-液平衡相图实验中，安装仪器应该注意什么？

答：安装仪器时，应检查装置的气密性；温度传感器（或温度计）不要直接碰到加热丝；电热丝应完全浸入到溶液中否则通电加

热时可能会引起有机液体燃烧；检查进出水口的接管是否接好，控

制水的流速，使气相全部冷凝

22. 在双液系的气-液平衡相图实验中，加热功率是否越大越好？

答：加热时，应控制电压大小，加热功率不能太大，加热丝上有小气泡逸出即可，加热丝的电压不得超过20V。

23. 在双液系的气-液平衡相图实验中，何时测定气液相组成的折光率？

答：一定要使体系达到气液平衡即温度稳定后，读取沸点，停止加热，充分冷却后才能取样分析其折射率。取样后的滴管不能倒置。

24. 在双液系的气-液平衡相图实验中，使用阿贝折光仪测折光率时

应注意些什么？

答：一定要使体系达到气液平衡即温度稳定后，读取沸点，停

止加热，充分冷却后才能取样分析其折射率。取样后的滴管不能倒置。棱镜不能触及硬物（特别是滴管）。棱镜上加入被测溶液后立

即关闭镜头，迅速测定，以防液体样品挥发。在整个实验中，取样

管必须是干净干燥的。