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1、物 理 化 学 实 验 报 告实验名称： 二组分系统气液平衡组成图的绘制学院：专业：班级：姓名：学号同 组 者 姓 名：指导教师：日期：2014 年2 一、 实验目的1、 测定在常压下环己烷乙醇系统的气液平衡数据，绘制系统的沸点组成图。2、 确定系统的恒沸温度及恒沸混合物组成。3、 了解阿贝折射仪的测量原理，掌握阿贝折射仪的使用方法。二、 实验原理液体的沸点是指液体的饱和蒸汽压和外压相等时的温度。在一定外压下，纯液体的沸点有确定的值。 但对于完全互溶的双液系， 沸点不仅与外压有关，而且还与双液系的组成有关。本实验采用环己烷（B）乙醇（ A）系统，其沸点组成图属于具有最低恒沸点的类型（如图2.4
2、.1所示） 。在 101325Pa下，环己烷的沸点为 80.75，乙醇的沸点 78.37，最低恒沸点为 64.8 ，最低恒沸点混合物的组成（摩尔分数）为xB=0.55 本实验用的是沸点仪装置，如图2.4.2 所示。它是一只带有回流冷凝管的长颈圆底烧瓶，冷凝管底部有球形小室D用以收集冷凝下来的气相样品。烧瓶上的加料口 L用于混合物的加入和液相样品的吸收。电热丝直接浸入混合物中加热混合物，传感器B浸在液面下。用沸点仪直接测定一系列不同组成液态混合物的气液平衡温度，并收集少量馏出物和蒸馏液，分别用阿贝折射仪测定折射率，利用环己烷（B）乙醇（ A）二组分系统的折射率组成工作曲线，查出对应样品折射率的组
3、成。3 三、 实验仪器、试剂仪器：沸点仪 1套，NTY-2A型数字式温度计 1 套，YP-2B精密稳流电源 1 套，阿贝 折射仪 1 套，HK-1D型恒温水槽 1 套。试剂：无水乙醇（ A.R） ，环己烷（ A.R） ，不同组成环己烷乙醇混合物四、 实验步骤及现象1、开启恒温水槽，设定水温为30，供阿贝折射仪使用。2、加入试剂，盖好加料口塞子，使电热丝及温度传感器浸入液体中。3、开冷凝水，温度传感器连接NTY-2A型数字式温度计，加热丝连接YP-2B精密稳流电源。调节稳流电源电流，加热至沸腾。液体沸腾后，蒸汽逸出，经冷凝后流入球形小室， 最初在冷凝管下端球形小室的液体不能代表平衡时气相组成，为
4、加速达到平衡可将球形小室内最初冷凝的液体倾回沸点仪内，并反复 23次，待温度读数恒定后记下沸点并停止加热。4、在冷凝管上口冷凝液取样口插入干燥的长虹吸管吸取球形小室中的气相冷凝液，并迅速测其折光率。用另一根干燥的短吸液管，待沸点仪冷却后，从沸点仪的加料口吸取蒸馏液迅速测其折光率。实验完毕，将沸点仪中溶液倒会原瓶。5、按照上述方法完成5、6、7、8。 （找同学获得 1、2、3、4 的数据）6、实验结束，关闭电源及水源。五、 数据记录与处理x 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 n 1.3590 1.3
5、677 1.3763 1.3840 1.3908 1.3971 1.4029 1.4082 1.4132 1.4178 1.4222 4 室温： 22.7 大气压： 101.00 kPa 样品编号t/液相分析气相分析n x n y 无水乙醇77.3 1.3580 0 1.36125 0.02185 1 77.3 1.3610 0.01891 1.3840 0.30689 2 72.7 1.3715 0.14526 1.39525 0.46956 3 65.11 1.3820 0.27993 1.39775 0.5089 4 64.77 1.3845 0.31371 1.39875 0.5250
6、4 5 63.5 1.39275 0.39275 1.39875 0.52504 6 63.4 1.40125 0.40125 1.39925 0.5332 7 63.8 1.4145 0.4145 1.4000 0.54556 8 66.5 1.4205 1.4205 1.4015 0.57072 纯环己烷78.2 1.4225 1.4225 1.4216 0.9985 5 由图可知：最低恒沸点为63.5 ，最低恒沸混合物的组成（摩尔分数）为xB=0.5269 六、 结果与讨论1、在测量平衡时的气相组成时，不能使用最初在冷凝管下端球形小室的液体，原因是：最初的液体中不仅含有气相组成，更多的是
7、在未到达沸点前蒸发的液体，若使用该液体测量，测得的气相的折射率存在较大的误差。2、实验结果存在一定的偏差，原因是：实验仪器本身就有的仪器误差；实验操 作过程不规范或者有错误而没有发现，使实验结果产生偏差；操作者的个人原因， 如用阿贝折射仪测定折射率时的调节，读数的判断等。七、 注意事项1、 检查沸点仪是否干燥，清洁，是否有异物；2、 沸点仪在没有加入被测溶液剂时，不得调压加热；3、 测定折射率时，速度要快。6 八、 思考题1、 在测定中，溶液过热或分镏不彻底将使得到的相图图形发生什么变化？答：根据相图测定原理， 过热时将导致液相线向高温处移动，就是向上移动。 分馏作用会导致出来的气相组分含有的易挥发成分偏多，该气相点向易挥发组分那边偏移。就是向左或向右偏移。2、 如何判定气 - 液相已达到平衡状态？冷凝管下的小球的大小对实验结果有无影响？答：理论上温度达到恒定就达到平衡了，实际上温度若达到3-4 分钟不变即可。有影响，气相冷凝液的小槽大小会影响气相和液相的组成。3、 测定纯环己烷和纯乙醇的沸点时，为什么要求沸点仪必须是干燥的？答：因为乙醇和环己烷能和水形成共沸物，沸点降低，也就能影响正常的测定4、平衡时，气液两相温度是否一样？答：两相温度不一样。5、 实验测得的沸点与标准大气压的沸点是否一致？答：不一样，有误差。
