双液系气液平衡相图的绘制(华南师范大学物化实验).docx

双液系气液平衡相图的绘制(华南师范大学物化实验).docx双液系气-液平衡相图的绘制一、实验目的用回流冷凝法测定沸点时气相与液相的组成,绘制双液系相图。找出恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度。掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的测定方法。了解阿贝折射计的构造原理,熟悉掌握阿贝折射计的使用方法。二、实验原理2・1液体的沸点液体的沸点是液体饱和蒸汽压和外压相等时的温度,在外压一定时,纯液体的沸点有一个确定值。,而且还与两种液体的相对含量有关。理想的二组分体系在全部浓度范围内符合拉乌尔定律。结构相似、性质相近的组分间可以形成近似的理想体系,这样可以形成简单的「x(y)图。大多数情况下,曲线将出现或正或负的偏差。当这一偏差足够大时,在T・x(y)曲线上将出现极大点(负偏差)或极小点(正偏差)。这种最高和最低沸点称为恒沸点,所对应的溶液称为恒沸混合物。恒定压力下,真实的完全互溶双液系的气一液平衡相图(T-x),根据体系对拉乌尔定律的偏差情况,可分为3类:一般偏差:混合物的沸点介于两种纯组分之间,如甲苯一苯体系,如图1(a)所示。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,如盐酸一水体系,如图1(b)所示。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,如水•乙醇体系,如图1(c))所示。(a) (b) (c)(T・x图)考虑综合因素,实验选择具有最低恒沸点的乙醇■乙酸乙酯双液系。根据和平衡原理,对二组分体系,当压力恒定时,在气液平衡两相区,体系的自由度为lo若温度一定吋,则气液亮相的组成也随之而定。当溶液组成一定时,根据杠杆原理,两相的相对量也一定。反之,实验中利用回流的方法保持气液两相的相对量一定,则体系的温度也随之而定。,测量体系温度不发生改变时,即两相平衡后,取出两相的样品,用阿贝折射计测定气液平衡气相、液相的折射率,再通过预先测定的折射率■组成工作曲线来确定平衡时气相、液相的组成(即该温度下气液两相平衡成分的坐标点)。改变体系总成分,再如上法找出另一对坐标点。这样得若干对坐标点后,分別按气相点和液相点连成气相线和液相线,即得「X平衡图。三、•■体积分数工作曲线。对于乙醇■乙酸乙酯等部分有机液体混合体系,当使用体积分数(4))表示吋,能得到直线的工作曲线,故只要分别准确测出25°C时纯乙醇、乙酸乙酯的折射率,将其连成直线,就得到 工作曲线(n-V)■摩尔分数工作曲线。在 线上取8个点,利用乙醇、乙酸乙酯的密废合量比(%)等条件将以上点对应体积分数换算成摩尔分数,按对应的折射率重新绘% '点,再将点连成平滑曲线,即为n萨7工作曲线(n-x)、烘干。检查带温度计的软木塞是否塞紧、电热丝是否靠近容器底部的中心,温度计的水银球位置是否合适。3・3样品的测定331溶液的配制粗略配制乙醇体积分数为5%、10%、15%、22%、38%、50%、70%、90%组成的乙醇■乙酸乙酯溶液。(约20mL),其页面应在水银球的中部。打开冷凝水,接上电源,用调压