實(shí)驗(yàn)六 雙液系的氣—液平衡相圖(更新)

1、1實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六雙液系的氣雙液系的氣—液平衡相圖液平衡相圖一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?、繪制在標(biāo)準(zhǔn)壓力下乙醇正丙醇體系的沸點(diǎn)組成圖2、熟練掌握測(cè)定雙組分液體沸點(diǎn)的方法及用折光率確定二組分物系組成的方法3、掌握超級(jí)恒溫槽、阿貝折射儀、氣壓計(jì)等儀器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理1、相圖、相圖任意兩個(gè)在常溫時(shí)為液態(tài)的物質(zhì)混合起來組成的體系稱為雙液系。兩種溶液若能按任意比例進(jìn)行溶解，稱為完全互溶雙液系，如環(huán)已烷乙醇、正丙醇乙醇體系都是完全互溶

2、體系。若只能在一定比例范圍內(nèi)溶解，稱為部分互溶雙液系，例苯水體系。在完全互溶雙液系中，有一部分能形成理想液態(tài)混合物，如苯甲苯系統(tǒng)，二者的行為均符合拉烏爾定律，但大部分雙液系是非理想液態(tài)混合物，其行為與拉烏爾定律有偏差。液體的沸點(diǎn)是指液體的蒸氣壓與外界壓力相等時(shí)的溫度。在一定外壓下，純液體的沸點(diǎn)有其確定值，但雙液系的沸點(diǎn)不僅與外壓有關(guān)，而且還與兩種液體的相對(duì)含量有關(guān)。雙液系兩相平衡時(shí)的氣相組成和液相組成并不相同。通常用幾何作圖的方法將雙液

3、系的沸點(diǎn)對(duì)其氣相和液相的組成作圖，所得圖形叫雙液系的沸點(diǎn)T(或t)組成(x)圖，即T（或t）—x圖。它表明了沸點(diǎn)與液相組成和與之平衡的氣相組成之間的關(guān)系。在恒定壓力下，二組分系統(tǒng)氣液達(dá)到平衡時(shí)，其沸點(diǎn)組成（tx）圖分三類：(1)混合液的沸點(diǎn)介于A、B二純組分沸點(diǎn)之間。這類雙液系可用分餾法從溶液中分離出兩個(gè)純組分。如苯甲苯系統(tǒng)，此時(shí)混合物的行為符合拉烏爾定律或?qū)瓰鯛柖傻钠畈淮?。如圖51(a)所示。(2）有最低恒沸點(diǎn)體系，如環(huán)已烷乙醇

4、體系，t—x圖上有一個(gè)最低點(diǎn)，此點(diǎn)稱最低恒沸點(diǎn)，在此點(diǎn)相互平衡的液相和氣相具有相同的組成，此時(shí)混合物的行為對(duì)拉烏爾定律產(chǎn)生最大正偏差，如圖51(b)所示。對(duì)于這類的雙液系，用分餾法不能從溶液中同時(shí)分離出兩個(gè)純組分。(3）有最高恒沸點(diǎn)體系，如氯仿丙酮體系，t—x圖上有一個(gè)最高點(diǎn)，此點(diǎn)稱最高恒沸點(diǎn)，在此點(diǎn)相互平衡的液相和氣相具有相同的組成，此時(shí)混合物的行為對(duì)拉烏爾定律產(chǎn)生最大負(fù)偏差，如圖51(c)所示。對(duì)于這類的雙液系，用分3圖52沸點(diǎn)測(cè)定

5、儀4、混合物的組成分析、混合物的組成分析本實(shí)驗(yàn)不能直接測(cè)出氣、液相組成，由于乙醇和正丙醇的折射率相差較大且它們液態(tài)混合物的折射率與其濃度呈線性關(guān)系，而折光率的測(cè)定又只需少量樣品，所以，可用折光率組成工作曲線來求得平衡體系的兩相組成。阿貝(Abbe)折光儀的原理及使用詳見九儀器的使用。①先測(cè)一系列已知組成的混合物（標(biāo)準(zhǔn)液）的折光率，見表51，作nx的工作曲線。見圖53。②測(cè)一系列未知液從2號(hào)液5號(hào)液的沸點(diǎn)及液相、氣相的折光率及純正丙醇的沸

6、點(diǎn)，見表52。③在工作曲線上查出對(duì)應(yīng)的組成，填入表52。三、儀器和藥品三、儀器和藥品沸點(diǎn)測(cè)定儀1套阿貝折光儀1臺(tái)調(diào)壓器1臺(tái)長短吸管各5支超級(jí)恒溫槽1臺(tái)溫度計(jì)（0.1℃）1支移液管(1mL)2支量筒3個(gè)容量瓶9個(gè)正丙醇(分析純)；無水乙醇(分析純)；鏡頭紙；四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟1、接通供折射儀用的超級(jí)恒溫槽電源，調(diào)節(jié)恒溫槽的溫度，使其達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需溫度。2、用阿貝折射儀測(cè)定純正丙醇，乙醇及標(biāo)準(zhǔn)液的折光率填入表51。3、測(cè)定沸點(diǎn)