双液系气-液平衡相图绘测

1、 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 3 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（ 图） ，根据体系对拉乌xT尔定律的偏差情况，可分为 3 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 2.7（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 2.7（b）所示。
（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 2.7（c ）所示。
tA tA tAtB B tBt /oCt /oC /oCxB xB xBB AB B(a) (b) (c) 图 2.7 二组分真实液态混合物气 液平衡相图（T-x 图）后两种情况为具有恒沸。

2、表示液态混合物的沸点与平衡时组成关系的相图，称为沸点和组成(T-x) 图。
沸点和组成(T-x)的关系有下列三种：(1)理想液体混合物或接近理想液体混合物的双液系，其液体混合物的沸点介于两纯物质沸点之间见图 1(a)；(2)各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的负偏差，其溶液有最高恒沸点见图 1(b)；(3)各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的正偏差，其溶液有最低恒沸点见图 1(c)。
第 (2)、(3)两类溶液在最高或最低恒沸点时的气液两相组成相同，加热蒸发的结果只使气相总量增加，气液相组成及溶液沸点保持不变，这时的温度称恒沸点，相应的组成称恒沸组成。
图 1 沸点组成图为了测定二元液系的 T-x 图，需在气液达到平衡后，同时测定溶液的沸点、气相和液相组成。
本实验是测定具有最低恒沸点的环己烷乙醇双液系的 T-x 图。
方法是用沸点仪(图 2)直接测定一系列不同组成之溶液的气液平衡温度(即沸点)，并收集少量馏出液(即气相冷凝液)及吸取少量溶液(即液相) ，分别用阿贝折射仅测定其折射率。
为了求出相应的组成，必须先测定已知组成的溶液的折射率，作出折射率对组成的工作曲线，在此曲线上即可查得对应于样品折。

3、把乙醇和环己烷混合液完全分离，为什么？答：不能完全分离。
因为环己烷-乙醇二组分具有最低恒沸点。
4. 测定纯环己烷和纯乙醇的沸点时，沸点仪中有水或其它物质行吗？答：有水和其他物质都是不行的。
因为有水和其他物质会使所测沸点改变。
5. 为什么工业上常生产 95酒精？只用精馏含水酒精的方法是否可能获得无水酒精？答：因为水-乙醇二组分具有最低恒沸点，所以工业上常生产95%的酒精。
用精馏的方法无法获得无水酒精，只能获得 95%的酒精。
6. 在双液系的气- 液平衡相图实验中，如何判断气-液相达平衡状态？答：观察贝克曼温度计的读数，如果读数稳定 3-5 分钟，说明已达平衡状态。
7. 在双液系的气- 液平衡相图实验中，每次加入沸点仪中的环己烷或乙醇是否应按记录表所规定的体积精确计量？为什么？答：不需要按记录表的加。
因为组分的浓度不是按所加物质的量计算得来的，而是通过测折射率间接得到的。
8. 在双液系的气- 液平衡相图实验中，在测定沸点时，溶液出现分馏现象，将使绘出的相图图形发生什么变化？答：出现馏分将使测得的沸点偏高，使相图向上移动。
9. 在双液系的气- 液平衡相图实验中，蒸馏器中收集气相冷凝的小球大。

4、定沸点时气相与液相的组成，绘制双液系相图。
找到恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度；2.掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的测定方法；3.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。
【实验原理】液体的沸点是液体饱和蒸气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。
但双液系的沸点不仅于外压有关，而且还与两种液体的相对含量有关。
理想的组分体系在全部浓度范围内符合拉乌尔定律。
结构相似、性质想近的组分间可以形成近似理想体系，这样可以形成简单的 Y-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 Y-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。
考虑综合因素，实验选择具有最低恒沸点的乙酸-乙酸乙酯双液系。
根据相平衡原理，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 若温度一定时，则气液两相的组成也随之而定。
当原溶液组成一定时，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。
沸点测定仪就是根据这一。

5、 华 南 师 范 大 学 实 验 报 告 学生姓名 学 号 专业 化学教育 年级、班级 课程名称 物理化学实验 实验项目双液系气 - 液平衡相图绘测 实验类型 试验时间 实验指导老师 实验评分 双液系气 - 液平衡相图绘测 【实验目的】 1. 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。
找到恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度； 2. 掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的测定。