雙液系氣液平衡

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1、實驗雙液系氣液平衡相圖Ⅰ．目的要求一、用沸點儀測定不同濃度的乙醇-水體系沸點和氣液兩相平衡組成，并繪制相圖。二、確定乙醇-水雙液系的最低恒沸點和相應(yīng)組成。三、掌握阿貝折光儀的使用方法。Ⅱ．基本原理兩種在常溫時為液態(tài)的物質(zhì)混合起來而成的二組分體系稱為雙液系。若二液體按任意比例互相溶解，稱為完全互溶雙液系。完全互溶雙液系在恒定壓力下，沸點與組成關(guān)系圖有下列三種情況：1．溶液沸點介于二個純組分沸點之間，如苯與甲苯（圖5-1）；2．溶液有最低恒沸點，如乙醇-水（圖5-2）。3．溶液有最高恒沸點，如鹵化氫與水（圖5-3）；

2、…….33圖5-1圖5-2圖5-3圖5-2表示有最低恒點體系的沸點-組成圖，圖中下方曲線是液相線，上方曲線是氣相線，等溫的水平線與氣、液相線交點表示該溫度（沸點）時，互相平衡的氣液兩相的組成。它們一般是不相同的，只有M點的氣液兩相組成相同，M點的溫度就稱為該體系最低恒沸點，M點代表的組成即為該恒沸混合物的組成。4繪制這類沸點-組成圖，要求同時測定溶液的沸點及氣液平衡兩相的組成。本實驗用回流冷凝法測定乙醇-水溶液在不同組成時的沸點，平衡氣、液相組成則利用組成與折射率之間的關(guān)系，應(yīng)用阿貝折光儀間接測得。Ⅲ．儀器試劑沸

3、點測定儀1套阿貝折光儀1臺調(diào)壓變壓器1臺超級恒溫槽（公用）1臺溫度計（50~100℃，1/10℃）1支長滴管2支幾種配比的乙醇和水混合溶液一組供制作工作曲線用一組供制作相圖用無水乙醇，丙酮Ⅳ．實驗步驟一、工作曲線的繪制1、配制乙醇濃度為10%、25%、40%、55%、70%、85%的水溶液（此步由實驗室事先配好）。2、用阿貝折光儀分別測出蒸餾水、無水乙醇及上述配制的各溶液的折射率（阿貝折光儀的使用方法見附錄）。3、將乙醇-水溶液的組成及測得的折射率作圖即得折射率-組成工作曲線。二、安裝沸點儀將干燥的沸點儀如圖5-

4、4安裝好。檢查帶有溫度計的橡皮塞是否塞緊，加熱用的電熱絲要靠近底部中心又不得碰上瓶壁。溫度計的水銀球的位置在支管之下并高于電熱絲1cm左右，水銀球應(yīng)有一半浸入溶液中。43．溶液沸點及平衡氣、液兩相組成的測定4從支管2處加入約30ml濃度約為10%的乙醇-水溶液于燒瓶中，連結(jié)好線路，打開回流冷卻水，通電并調(diào)節(jié)調(diào)壓變壓器（電壓<25v），使液體加熱至沸騰?；亓饕欢螘r間，使冷凝液不斷更新5處的液體，直到溫度計讀數(shù)穩(wěn)定為止。記下沸騰溫度，將調(diào)壓變壓器調(diào)至零處，停止加熱，充分冷卻后，用滴管分別從冷凝管下端5處及加液口2處取

5、樣，用阿貝折光儀測定氣相、液相的折射率。將燒瓶中的測定液倒回原試劑瓶。按同樣的方法分別測定濃度約為25%、40%、50%、65%、80%、98%的各溶液沸點及平衡氣、液相的折射率。圖5-4沸點儀1.溫度計；2.加液口;3.電熱絲;4.分餾液取樣口;5.分餾液4ⅴ．?dāng)?shù)據(jù)處理一、將實驗數(shù)據(jù)填入下表：乙醇-水溶液工作曲線乙醇-水溶液質(zhì)量百分濃度折射率乙醇-水溶液沸點及平衡氣、液相折射率和組成溶液沸點氣相冷凝液折射率組成液相折射率組成二、由表中數(shù)據(jù)作室溫時組成-折射率工作曲線。三、利用工作曲線由折射率確定氣、液相組成，由

6、表中數(shù)據(jù)繪制乙醇-水雙液系沸點-組成圖，并由相圖確定此雙液系恒沸溫度和恒沸組成。4Ⅵ．提問思題1．回流時如冷卻效果不好，對相圖繪制有什么影響？2．由所得的相圖討論此溶液簡單蒸餾的分離情況。4