大学物化实验报告双液系的气双液系的气液平衡相图.docx

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大学物化实验报告双液系的气双液系的气液平衡相图

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－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

个人实验图

最低恒沸物的沸点64.9℃。

其组成：

环己烷的摩尔分数为0.70的环己烷-乙醇溶液

方程：

y=-0.0266x²+0.0893x+1.3599

数据分析：

实验所得图可以看出液相的混合物中随着环己烷含量的升高沸点先逐渐下降到一个恒沸点然后迅逐渐上升，而气相的混合物随着环己烷的升高是迅速到一点然后保持一个稳定的波动，而且液相和气相的交点是恒沸点,混合物组分的改变导致沸点的改变。

实验结论：

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。

思考题

1.在测定恒沸点时，溶液过热或出现分馏现象，将使绘出的相图图形发生什么变化？

答：

当溶液出现过热或出现分馏现象，这些都会使测的沸点偏高，绘出的相图图形也会向上偏移。

2.为什么工业上生产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：

酒精和水在95%的地方会会共沸。

不可以。

95%时就形成了乙醇-水共沸物，再蒸馏只能蒸出95%的酒精而不是水。

因此不能只用精馏含水酒精的方法获得无水乙醇。

指导教师批阅意见：

成绩评定：

指导教师签字：

年月日

备注：

注：

1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。

2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。