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双液系的气-液平衡相图

双液系的气-液平衡相图. 目的要求 一、绘制在平 p Θ 下环己烷-乙醇双液系的气-液平衡相图。了解相图和相律的基本概念。 二、掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法 三、掌握用折光率确定二元液体组成的方法. 基本原理. 一、气-液相图 两种液态物质混合而成的二组分体系称为双液系。两个组分若能按任意比例互相融解,称为完全双液系。液体的沸点是指液体的蒸汽压与外界压力相等时的温度。在一定的外压下,纯液体的沸点有其确定值。但双液系的沸点不仅与外压有关,而且还与两种液体的相对含量有关。根据定律, 自由度=组分数-相数+ 2.

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双液系的气-液平衡相图

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  1. 双液系的气-液平衡相图 目的要求 一、绘制在平pΘ下环己烷-乙醇双液系的气-液平衡相图。了解相图和相律的基本概念。 二、掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法 三、掌握用折光率确定二元液体组成的方法

  2. 基本原理 一、气-液相图 两种液态物质混合而成的二组分体系称为双液系。两个组分若能按任意比例互相融解,称为完全双液系。液体的沸点是指液体的蒸汽压与外界压力相等时的温度。在一定的外压下,纯液体的沸点有其确定值。但双液系的沸点不仅与外压有关,而且还与两种液体的相对含量有关。根据定律, 自由度=组分数-相数+2 因此,一个以气-液共存的二组分体系,其自由度为2。只要任意在确定一个变量,整个体系的存在状态就可以用二维图形来描述。例如。在一定温度下,可以画出体系的压力p和组分x的关系图。这就是相图。在T-x相图上,还有温度、液相组成和气相组成三个变量,但只有一个自由度。一旦设定为某个变量,则其他两个变量必有相应的确定值。如下图以苯-甲苯体系为例表明,温度T这一水平线指出了在此温度时处于平衡的液相组分x和气相组分y的相应值。

  3. 环己烷-异丙醇这一双液系基本上接近于理想溶液。然而绝大多数实际体系与拉乌尔(Raoult)定律有一定偏差。偏差不大时,温度-组分相图与上图相似,溶液的沸点仍介于两纯物质的沸点之间。但是有些体系的偏差很大,以致其相图将出现极值。正偏差很大的体系在T-x图上呈现极小值,负偏差很大时则会有极大值。这样的极值称为恒沸点,其气、液两相的组成相同。例如,H2O-HCl体系的最高恒沸点在PӨ时为108.5℃,恒沸物的组成含20.242%。环己烷-异丙醇这一双液系基本上接近于理想溶液。然而绝大多数实际体系与拉乌尔(Raoult)定律有一定偏差。偏差不大时,温度-组分相图与上图相似,溶液的沸点仍介于两纯物质的沸点之间。但是有些体系的偏差很大,以致其相图将出现极值。正偏差很大的体系在T-x图上呈现极小值,负偏差很大时则会有极大值。这样的极值称为恒沸点,其气、液两相的组成相同。例如,H2O-HCl体系的最高恒沸点在PӨ时为108.5℃,恒沸物的组成含20.242%。 通常,测定一系列不同配比溶液的沸点及气、液两相的组成,就可以绘制气-液体系的相图。压力不同时,双液系相图将略有差异。本实验要求将外压校正到标准压力。

  4. 二、沸点测定仪 各种沸点仪的具体构造虽各有特点,但其设计思想则都集中于如何正确测定沸点、便于取样分析、防止过热及避免分馏等方面。本实验所用的沸点仪如下图所示.这是一只带回流冷凝管的长颈圆底烧瓶。冷凝管底部有一半球形小室,用以收集冷凝下来的气象样品。电流经变压器和粗导线通过浸于溶液中的电热丝。这样既可以减少溶液沸腾时的过热现象,还能防止暴沸。小玻璃管有利于降低周围环境对温度计读数可能造成的波动。 三、组成分析 本实验选用的环己烷和异丙醇,两者折光率相差颇大,二折光率测定又只需要少量样品,所以,可用折光率-组成工作曲线来测得平衡体系的两相组成。

  5. 仪器  试剂 沸点测定仪 一套 数显贝克曼温度计(分度值0.1℃) 一台 移液管(1mL、10mL、25mL) 各一支 吸量管 二支 调压变压器(0.5kVA) 一台 Abbe折光仪(棱镜恒温) 一台 超级恒温水浴 一台 环己烷(分析纯) 异丙醇 (分析纯) 丙酮(分析纯)

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