内容发布更新时间 : 2024/5/20 10:08:57星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验四 完全互溶双液系气液平衡相图的绘制

报告人： 同组人： 实验时间年月日

一．实验目的

．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。

．掌握双组分沸点的测定方法，通过实验进一步理解分馏原理。 ．掌握阿贝折射仪的使用方法。

二．实验原理

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（－），根据体系对拉乌尔定律的偏差情况，可分为三类： （）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()所示。

（）最大负偏差：混合物存在着最高沸点，如盐酸－水体系，如图 ()所示。

（）最大正偏差：混合物存在着最低沸点，如正丙醇—水体系，如图()）所示。

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图 完全互溶双液系的相图

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。

为了测定双液系的－相图，需在气－液平衡后，同时测定双液系的沸点和液相、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）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－相图。

本实验中两相的成分分析均采用折光率法。

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

图

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。

三．仪器与试剂

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环己烷为、、、、、的环己烷－乙醇标准溶液，各种组成的环己烷－乙醇混和溶液。

四．实验步骤：

．环己烷－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，阿贝折射仪上的温度稳定在某一定值，测量环己烷－乙醇标准溶液的折光率。为了适应季节的变化，可选择若干温度测量，一般可选℃、℃、℃三个温度。 ．测定待测溶液沸点和折光率 （）无水乙醇沸点的测定

将干燥的沸点仪安装好。从侧管加入约无水乙醇于蒸馏瓶内，并使传感器（温度计）浸入液体内。冷凝管接通冷凝水。按恒流源操作使用说明，将稳流电源调至-2.0A，使加热丝将液体加热至缓慢沸腾。液体沸腾后，待测温温度计的读数稳定后应再维持～以使体系达到平衡。在这过程中，不时将小球中凝聚的液体倾入烧瓶。记下温度计的读数，即为无水乙醇的沸点，同时记录大气压力。 （）测定系列浓度待测溶液的沸点和折光率

同（）操作，从侧管加入约预先配制好的号环己烷－乙醇溶液于蒸馏瓶内，并使传感器（温度计）浸入溶液内,将液体加热至缓慢