双液系气液平衡相图的绘制-湖南大学.PPT

湖南大学化学实验教学中心 湖南大学化学实验教学中心 湖南大学化学实验教学中心 * * 湖南大学化学实验教学中心 主讲教师：陈云 物理化学实验 * * 湖南大学化学实验教学中心 了解绘制双液系相图的基本原理和方法； 绘制环已烷—乙醇双液体系的沸点组成相图，确定 其恒沸组成和恒沸温度； 了解物化实验中光学方法的基本原理，学会阿贝折 光仪的使用； 进一步理解分馏原理。 一. 实验目的 双液系气液平衡相图的绘制 * * 湖南大学化学实验教学中心 二. 实验原理 在恒定压力下，表示溶液沸点与组成关系的相图称 为沸点-组成图，即为t-x相图。 典型双液系的气液平衡相图： (a)理想双液系 (b)具有最低恒沸点 (c)具有最高恒沸点 完全互溶双液系沸点－组成图 双液系气液平衡相图的绘制 * 湖南大学化学实验教学中心 * 二. 实验原理 将不同组成的环己烷-乙醇系统在沸点测定仪中进行蒸馏，当气液两相达到平衡后，记下沸点温度，并测定平衡时气相和液相组成。 折光率是物质的一种特性常数，溶液的折光率与溶液的组成有关。因此，测定一系列的已知浓度溶液的折光率，作出一定温度下溶液的折光率-组成标准曲线，这样就可以测定未知溶液的组成。 双液系气液平衡相图的绘制 * 湖南大学化学实验教学中心 * 三. 仪器药品 玻璃沸点仪一套 阿贝折光仪一台 WLS系列可调式恒流电源一台 SWJ型精密数字温度计一台 SYC超级恒温槽一台 无水乙醇（A.R.） 环己烷（A.R.） 双液系气液平衡相图的绘制 * 湖南大学化学实验教学中心 * 四. 实验步骤 1. 工作曲线的绘制 用数字阿贝折光仪测定不同组成标准溶液以及纯乙醇、纯环己烷的折射率。 数字阿贝折光仪 双液系气液平衡相图的绘制 * 湖南大学化学实验教学中心 * 双液系气液平衡相图的绘制 2. 安装沸点仪 按图安装好沸点仪和连接导线，接通冷凝水。 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ① 冷凝管 ② 温度传感器 ③小槽 ④ 电热丝 ⑤ 侧管 ⑥ 沸点测定仪 四. 实验步骤 * 湖南大学化学实验教学中心 * 双液系气液平衡相图的绘制 3. 沸点的测定 量取35 mL 乙醇(或环己烷)加入蒸馏瓶。 将液体加热至沸腾，记下沸点。 依次加入2、4、6、10、12 mL环己烷 (或1、2、4、5、6 mL乙醇)，同上法测 定溶液的沸点，并吸取气、液相样品， 测定其折射率。 四. 实验步骤 * 湖南大学化学实验教学中心 * 双液系气液平衡相图的绘制 五. 数据记录及处理 1. 作出t温度下折光率与乙醇质量百分数的关系表 * 湖南大学化学实验教学中心 * 双液系气液平衡相图的绘制 五. 数据记录及处理 2. 求出表格中折光率的平均值，由下面的公式算出其 摩尔百分数。 3. 由乙醇的摩尔百分含量与对应的沸点的关系作图。 * 湖南大学化学实验教学中心 * 双液系气液平衡相图的绘制 六. 注意事项 1. 电热丝一定要被溶液浸没后方可通电加热，否则易 烧断或着火。 2. 系统达到平衡后，停止加热，稍冷却后取样分析。 3. 使用阿贝折光仪时，棱镜不能触及硬物(滴管)，要 用专用擦镜纸擦镜面。测定折光率时，动作应迅速， 以免样品挥发干。 * 湖南大学化学实验教学中心 * 双液系气液平衡相图的绘制 七. 思考题 1.沸点仪中的小球的体积过大对测量有何影响？ 2.如何判定气-液相已达平衡? 3.在连续测定法中，样品的加入量应十分精确吗？ 4.哪些因素是本实验的误差主要来源？ 5.为什么工业上常生产95℅酒精？只用精馏含水 酒精的方法是否可能获得无水酒精？ 湖南大学化学实验教学中心 湖南大学化学实验教学中心 湖南大学化学实验教学中心