环己烷—乙醇恒压气液平衡相图绘制物理化学实验室相平衡实验相平衡实验 一、实验目的一、实验目的lkPa下的沸点下的沸点—组成相图组成相图l2.掌握阿贝折射仪的原理和使用方法掌握阿贝折射仪的原理和使用方法l与大气压力计与大气压力计的校正与使用方法的校正与使用方法 二、实验原理二、实验原理溶溶液液平平衡衡蒸蒸馏馏器器 气气液液平平衡衡Txpy 总组成为总组成为z的混合物的混合物混合物的气液相平衡混合物的气液相平衡(液相)(汽相)液相组成液相组成x汽相组成汽相组成y恒温槽测定一系列测定一系列z时的时的T、、p、、x、、y数据，并以图示形式表数据，并以图示形式表表达表达T、、p、、x、、y之间的关系之间的关系 ，即为气液平衡相图，即为气液平衡相图 混合加热冷凝组成组成分析分析组成组成分析分析压力压力控制控制恒压汽液平衡实验恒压汽液平衡实验装置设计原理装置设计原理温度计温度计 2.Ellis平衡蒸馏器的平衡蒸馏器的 结构特点及工作原理结构特点及工作原理 循环路径循环路径：溶液溶液2 沸腾室沸腾室 液体液体 + + 蒸气蒸气5 蛇管蛇管6 温度计温度计液相液相 气相气相 7 温度计温度计9冷冷凝凝11接接收收器器 43 3 3.气液相组成分析气液相组成分析化学方法化学方法物理方法物理方法 在一定温度下，纯物质具有一定的折射率，在一定温度下，纯物质具有一定的折射率，当两种物质互溶形成溶液后，溶液的折射率当两种物质互溶形成溶液后，溶液的折射率与其组成有一定的顺变关系。
利用阿贝折射与其组成有一定的顺变关系利用阿贝折射仪测定溶液的折射率，确定其组成仪测定溶液的折射率，确定其组成x,yx,y 本实验采用本实验采用物理方法物理方法分析气液平衡后的分析气液平衡后的气液相组成气液相组成 阿贝折射仪测定液体折射率的基本依据阿贝折射仪测定液体折射率的基本依据 nⅡnⅠ < ii = 90o = c nⅠ = nⅡsin c 根据光的折射定律，根据光的折射定律，入射角入射角i i和折射角和折射角 有如下关系有如下关系：：：： 阿贝折射仪的基本光路阿贝折射仪的基本光路lPI棱镜为毛玻璃，光线棱镜为毛玻璃，光线进入后发生漫射进入后发生漫射l折射角都落在临界角折射角都落在临界角g gc之内之内l具有临界角具有临界角g gc的光线穿的光线穿出棱镜出棱镜PII后射于目镜后射于目镜上，若将目镜的十字线上，若将目镜的十字线调节到适当位置，就会调节到适当位置，就会见到目镜上半明半暗见到目镜上半明半暗l折光仪上已经把折光仪上已经把g gc读数读数 换算成换算成n液液的值的值 阿贝折射仪测定液体折射率视窗阿贝折射仪测定液体折射率视窗波长为的钠光波长为的钠光D线线在温度为在温度为t时所测时所测液体的折射率液体的折射率测定范围测定范围精度精度 三、实验试剂与仪器三、实验试剂与仪器试剂：环己烷，乙醇试剂：环己烷，乙醇仪器：仪器：EllisEllis平衡蒸馏器，可控硅调压器，电压表，阿贝折射仪，超平衡蒸馏器，可控硅调压器，电压表，阿贝折射仪，超 级恒温槽级恒温槽 四、实验步骤四、实验步骤cm处。
处2）打开冷却水，水的流量适中，不要太急，防止水管脱落打开冷却水，水的流量适中，不要太急，防止水管脱落3 3）加热，实验之初先打开加热和液相保温开关，气相保温不）加热，实验之初先打开加热和液相保温开关，气相保温不打开，待系统正常沸腾后再打开气相保温开关，通过调节加热打开，待系统正常沸腾后再打开气相保温开关，通过调节加热电压，使冷凝液产生速度为每分钟电压，使冷凝液产生速度为每分钟6060～～100100滴（加热电压不得超滴（加热电压不得超过过180180V V）V/V/℃℃ 4）待气液平衡温度恒定）待气液平衡温度恒定15min以上时，可认为已达到相平衡，以上时，可认为已达到相平衡，记下记下T、、p5）关闭所有电源，待系统冷却后，取样，分别测气液相溶液）关闭所有电源，待系统冷却后，取样，分别测气液相溶液折射率折射率nx，，ny 五、数据处理五、数据处理标准曲线标准曲线1 1、由、由n nx x，，n ny yx x，，y y2 2、平衡温度确定、平衡温度确定：3 3、平衡温度的压力校正、平衡温度的压力校正: :t = t观观+ t示示+ t露露 t露露 = = 0.000 16 n ( (t观观－－t环环) ) ②② 温度计露茎校正温度计露茎校正未处于未处于待测的待测的温度温度①① 温度计示值校正温度计示值校正 t示示= t标标- t观观毛细管直径毛细管直径不均匀和水不均匀和水银不纯银不纯 正常沸点：正常沸点：外压为外压为101.325 kPa下的气液平衡温度下的气液平衡温度为正常沸点，即我们要将实验当时大气压下的气为正常沸点，即我们要将实验当时大气压下的气液平衡温度校正到外压为液平衡温度校正到外压为101.325 kPa下的气液平下的气液平衡温度。
衡温度 对于本实验用对于本实验用Ellis平衡蒸馏器测定的环己烷－平衡蒸馏器测定的环己烷－乙醇系统，可以用经验关系校正乙醇系统，可以用经验关系校正(没有普适性没有普适性)：：3 3、平衡温度的压力校正、平衡温度的压力校正 l由大气压力计直接读出的压力数由大气压力计直接读出的压力数据，必须进行重力加速度、仪器据，必须进行重力加速度、仪器固有误差以及温度校正固有误差以及温度校正 4 4、相图绘制、相图绘制提示：提示： 用标准数据用标准数据作图作图 标出实验点标出实验点环己烷环己烷——乙醇恒压气液平衡相图乙醇恒压气液平衡相图t常 。