二元液系氣液平衡相圖

1、精選文檔實驗二 二元液系氣液平衡相圖一、 實驗目的1、 了解環(huán)己烷乙醇系的沸點組成圖2、 由圖上得出其最低恒沸溫度及最低恒沸組成（含乙醇%）3、 學會使用數(shù)字阿貝折射儀4、 學會使用WTS05數(shù)字交流調(diào)壓器二、 原理一個完全互溶雙液體系的沸點組成圖，表明在氣液二相平衡時沸點和二相成分間的關系，它對了解這一體系對行為及分餾過程都有很大的實用價值。在恒壓下完全互溶雙液系的沸點與組分關系有下列三種情況：1、溶液沸點介于二純組分之間；2、溶液有最高恒沸點；3、溶液有最低恒沸點。圖1表示有最低恒沸點，本次實驗圖形也像如此的樣子，ALB代表液相線的交點表示在該溫度時互成平衡的二相的成份。繪制沸點成份圖的簡

2、單原理如下：當總成份為X的溶液開始蒸餾時，體系的溫度沿虛線上升，開始沸騰時成份為Y的氣相生成。若氣相量很少，x、y二點即代表互成平衡時液氣二相成份。繼續(xù)蒸餾，氣相量逐漸增多，沸點沿虛線繼續(xù)上升，氣液二相成份分別在氣相和液相線上沿箭頭指示方向變化。當二相成份達到某一對數(shù)值x和y，維持二相的量不變，則體系氣液二相又在此成份達到平衡，而二相的物質數(shù)量按杠桿原理分配。本實驗利用回流的方法保持氣液二相相對量一定，則體系溫度恒定。待二相平衡后，取出二相的樣品，用阿貝折光儀測定其折射率。得出該溫度下氣液二相平衡成份的坐標點，改變體系的總成份，再用上法找出一對坐標點，這樣測得若干坐標點后，分別按氣相點和液相點

3、連成氣相線和液相線，即得TX平衡圖。三、 步驟1、 安裝接通儀器，打開冷凝水；2、 加入環(huán)己烷20ml，蒸餾至沸騰，待小兜有液體后回流三次，溫度平衡23分鐘基本不變，記下溫度，關閉調(diào)壓器；3、 A組加入乙醇0.5ml，用上法測定溫度，然后關閉調(diào)壓器，取出氣相，液相的樣品，測其折射率，以后分別加入1.0,2.0,4.0,8.0,12.0ml乙醇；4、 B組加入20ml無水乙醇，蒸餾至沸騰，待小兜有液體后回流三次，溫度平衡23分鐘基本不變，記下溫度，關閉調(diào)壓器；5、 加環(huán)己烷0.2ml用上法測定溫度，然后關閉調(diào)壓器，取出氣相，液相樣品，測其折射率，以后分別加入0.2,0.3,0.5,1.0,2.0

4、ml環(huán)己烷；6、 將所得的折射率在相應的工作曲線上找到組成；7、 關閉電源，冷凝水，整理好儀器，倒掉廢液；8、 簽字，還工作曲線表。四、 數(shù)據(jù)處理1、 將測得的數(shù)據(jù)列成表格；平衡溫度氣相折射率氣相組成液相折射率液相組成2、 在標準計算紙上作沸點組成圖；3、 由圖上標出最低恒沸溫度和最低恒沸組成。五、 注意事項1、 平衡溫度一定是穩(wěn)定23分鐘后的數(shù)字溫度計上的讀數(shù)；2、 來回振蕩3次，并且充分均勻；3、 傳感器不可靠在電熱絲上；4、 傳感器保持一段在液面下面，以免影響平衡溫度；5、 調(diào)壓器上的電源打在10V左右；6、 折光率要看正確，即一半白一半黑，黑白交叉正好在十字中心；7、 測定折光率時不可

5、將取樣管碰撞棱鏡；8、 被測液放入后應立即關閉棱鏡，以免揮發(fā)；9、 液體須充滿整個棱鏡，不可有氣泡產(chǎn)生；10、 沸騰不能太過分厲害，以免冷凝不及；11、 塞子要塞緊，沸騰時不可打開側蓋上的管子，更不可一邊沸騰，一邊進行取樣；12、 取樣管用過一次以后希望不再用第二次；13、 測過折射率后應將棱鏡打開晾干，以便下次再用，如不干則用吸球吹吹；14、 嚴禁用手擦棱鏡及光學零件；15、 折光儀上嚴禁測定有腐蝕性的液體；16、 折光儀不能曝曬強日光中；17、 液體沒有淹沒電熱絲時，切勿通電，否則電熱絲要燒斷；18、 查工作曲線是時候要注意，就是說表示折射率，上面的20或25，30表示的是溫度，因此做的是

6、哪個溫度，切勿亂用或混用，以免造成誤差；19、 作圖時希望同學們注意使用的小方格坐標紙至少取1010cm；20、 確定恒沸溫度和恒沸組成應由圖上找得，并紀錄在數(shù)據(jù)處理欄中。六、 思考題1、 本實驗氣液二相是怎樣達成平衡的？2、 在室溫下測折射率存在什么問題？3、 小槽體積小對測量有何影響？4、 本實驗加入量多用量筒量取，那么這體積是否要求加入量很準確？5、 要求沸騰時不能打開塞子或打開側管取樣，這是為了什么？如果這樣做又將會怎樣？6、 為什么要來回振蕩幾次？7、 溫度計為什么要不靠電熱絲？8、 要求沸騰不宜過快這是為了什么？9、 如何判斷氣液二相是否處于平衡？10、 如何保證測定折射率時液體保

7、持平衡時的組成？11、 本實驗主要誤差來自何處？七、 指導教師要注意的易發(fā)生的問題1、 此實驗據(jù)我們實驗結果看共是十二點，加上二點唇溶液的點，共十四個，實驗時間如果不重做，3.5個小時可以完成，如果中途遇到曲折可能來不及；2、 從現(xiàn)象看比以前的要易做些，但學生的數(shù)據(jù)仍有可能會發(fā)生倒個現(xiàn)象，特別是環(huán)己烷中加乙醇的前2個點。如發(fā)生倒個現(xiàn)象可以請學生再蒸餾一下，特別是到達平衡點附近時要注意學生數(shù)據(jù)；3、 實驗中要常查學生數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題及早解決；4、 現(xiàn)使用蒸餾儀比較好，漏氣現(xiàn)象并不嚴重，因此一般不會發(fā)生一會兒溫度就上升的現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)有要及早幫助學生查找原因。八、 結論1、 經(jīng)過實驗總結，認為方案比乙酸乙脂乙醇體系要好些，主要是氣液拉開，特別是上下點相反的圖幾乎是很少發(fā)生了，作圖較以前好看些，偏離的點也少些了；2、 同以前一樣，恒溫的溫度越低越好，揮發(fā)的慢，因此建議能避免避開30，35；3、 本實驗蒸餾氣到達冷凝前，常會有一些沸點較高的組分已經(jīng)冷凝，因而所測氣相成份可能并不