完全互溶双液系气液平衡相图的绘制.doc

1. 测定常压下环己烷-乙醇二元系统的气液平衡数据,绘制沸点-组成相图。
,通过实验进一步理解分馏原理。
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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图),根据体系对拉乌尔定律的偏差情况,可分为三类:
(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1(a)所示。
(2)最大负偏差:存在一个最小蒸气压值,比两个纯液体的蒸气压都小,混合物存在着最高沸点,如盐酸-水体系,如图1 (b)所示。
图1 二组分真实液态混合物气-液平衡相图(T-x图)
(3)最大正偏差:存在一个最大蒸气压值,比两个纯液体的蒸气压都大,混合物存在着最低沸点,如正丙醇—水体系,如图1(c))所示。
对于后两种情况,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。
为了绘制双液系的T-x相图,需测定几组原始组成不同的双液系在气-液两相平衡后的沸点和液相、气相的平衡组成。
本实验以环己烷-乙醇为体系,该体系属于上述第三种类型。在沸点仪(如图2所示)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。
图2 沸点仪的结构
本实验中气液两相的组成均采用折光率法测定。
折光率是物质的一个特征数值,它与物质的浓度及温度有关,因此在测量物质的折光率时要求温度恒定。溶液的浓度不同、组成不同,折光率也不同。因此可先配制一系列已知组成的溶液,在恒定温度下测其折光率,作出折光率-组成工作曲线,便可通过测折光率的大小在工作曲线上找出未知溶液的组成。

沸点仪,阿贝折射仪,调压变压器,超级恒温水浴,温度测定仪,长短取样管。
环己烷物质的量分数x环己烷为0、、、、、-乙醇标准溶液,各种组成的环己烷-乙醇混和溶液。
,℃,℃。25℃时,,。

-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,测量系列环己烷-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。

安装沸点仪→侧管加入约20mL无水乙醇→温度计浸入液体→冷凝管通水→-→待温度计读数稳定3~5min→记下温度计的读数

将沸点仪洗净并干燥→侧管加入约2