物理化学实验：实验5 双液系的气-液平衡相图的绘制

1、12022/9/23湖南大学化学实验教学中心双液系气-液平衡相图的绘制物理化学实验22022/9/23湖南大学化学实验教学中心了解绘制双液系相图的基本原理和方法； 绘制环已烷乙醇双液体系的沸点组成相图，确定 其恒沸组成和恒沸温度；了解物化实验中光学方法的基本原理，学会阿贝折光仪的使用；进一步理解分馏原理。一. 实验目的双液系气液平衡相图的绘制32022/9/23湖南大学化学实验教学中心二. 实验原理在恒定压力下，表示溶液沸点与组成关系的相图称为沸点-组成图，即为t-x相图。典型双液系的气液平衡相图：(a)理想双液系 (b)具有最低恒沸点 (c)具有最高恒沸点完全互溶双液系沸点组成图双液系气液平

2、衡相图的绘制2022/9/23湖南大学化学实验教学中心4二. 实验原理将不同组成的环己烷-乙醇系统在沸点测定仪中进行蒸馏，当气液两相达到平衡后，记下沸点温度，并测定平衡时气相和液相组成。折光率是物质的一种特性常数，溶液的折光率与溶液的组成有关。因此，测定一系列的已知浓度溶液的折光率，作出一定温度下溶液的折光率-组成标准曲线，这样就可以测定未知溶液的组成。双液系气液平衡相图的绘制2022/9/23湖南大学化学实验教学中心5三. 仪器药品玻璃沸点仪一套阿贝折光仪一台WLS系列可调式恒流电源一台SWJ型精密数字温度计一台SYC超级恒温槽一台无水乙醇（A.R.）环己烷（A.R.）双液系气液平衡相图的绘

3、制2022/9/23湖南大学化学实验教学中心6四. 实验步骤1. 工作曲线的绘制用数字阿贝折光仪测定不同组成标准溶液以及纯乙醇、纯环己烷的折射率。数字阿贝折光仪双液系气液平衡相图的绘制2022/9/23湖南大学化学实验教学中心7双液系气液平衡相图的绘制2. 安装沸点仪按图安装好沸点仪和连接导线，接通冷凝水。 冷凝管 温度传感器小槽 电热丝 侧管 沸点测定仪四. 实验步骤2022/9/23湖南大学化学实验教学中心8双液系气液平衡相图的绘制3. 沸点的测定量取35 mL 乙醇(或环己烷)加入蒸馏瓶。将液体加热至沸腾，记下沸点。依次加入2、4、6、10、12 mL环己烷(或1、2、4、5、6 mL乙

4、醇)，同上法测定溶液的沸点，并吸取气、液相样品，测定其折射率。四. 实验步骤2022/9/23湖南大学化学实验教学中心9双液系气液平衡相图的绘制五. 数据记录及处理1. 作出t温度下折光率与乙醇质量百分数的关系表2022/9/23湖南大学化学实验教学中心10双液系气液平衡相图的绘制五. 数据记录及处理2. 求出表格中折光率的平均值，由下面的公式算出其 摩尔百分数。3. 由乙醇的摩尔百分含量与对应的沸点的关系作图。2022/9/23湖南大学化学实验教学中心11双液系气液平衡相图的绘制六. 注意事项1. 电热丝一定要被溶液浸没后方可通电加热，否则易 烧断或着火。2. 系统达到平衡后，停止加热，稍冷却后取样分析。3. 使用阿贝折光仪时，棱镜不能触及硬物(滴管)，要 用专用擦镜纸擦镜面。测定折光率时，动作应迅速， 以免样品挥发干。2022/9/23湖南大学化学实验教学中心12双液系气液平衡相图的绘制七. 思考题1.沸点仪中的小球的体积过大对测量有何影响？2.如何判定气-液相已达平衡?3.在连续测定法中