实验5-活度系数的测定--色谱法测无限稀释活度系数2017.10.10.ppt

活度系数的测定--色谱法测无限稀释活度系数 化学化工学院 陈 姚 梁红 李树华 实验3.活度系数的测定 --色谱法测无限稀释活度系数 一、实验目的 1. 用气-液色谱法测苯和环己烷在邻苯二甲酸二壬酯中的无限稀释活度系数； 2. 了解气相色谱的工作原理，学习气相色谱操作条件的选择和确定； 3. 了解测定无限稀释溶液活度系数的原理及方法，学习利用作图外延法，求无限稀释溶液的活度系数。 二、实验原理 活度系数是研究溶液热力学性质的重要数据，也是工程放大和设计的重要参数，得到活度系数，就可以得到气液之间的相平衡关系和组成关系。 测定非电解质溶液活度的经典方法，既费时间而且准确度不高。 气－液色谱的发展为测定活度系数提高了简单快速的新方法。本实验采用色谱仪改装，通过测定无限稀释溶液的活度系数，推出全组分的活度系数。 1、测定无限稀释溶液活度系数的原理 气－液色谱法：以气体为流动相，液体为固定相，用色谱柱分离各组分的色谱分析法。 工作原理：液体涂渍在固定载体上，并一起填充在色谱柱中。当载气将某一气体组分带过色谱柱时，视该组分与固定液相互作用的强弱，经过一定时间而流出色谱柱。当色谱柱中进样量很少时，相对于大量固定液而言，基本符合无限稀条件，根据色谱分离原理和气液平衡关系，可推导出溶质在溶剂中的活度系数计算式。 活度系数计算式： 式中： —样品的无限稀释活度系数 —柱温（K） —固定液标准质量(见仪器上标签） R —摩尔气体常数8.314510(J.K.mol-1) —液相摩尔质量（ 416g.mol-1） —纯组分I的饱和蒸气压(Pa) ( =96354Pa， =98158Pa） —校正到柱温、柱压下的载气平均流量， 式中： —柱前压力,Pa —柱后压力,Pa (大气压力) —在室温下的水饱和蒸气压,Pa —柱温,K —室温,K —载气在柱后的平均流量, 2、 气－液色谱的结构 气相色谱仪由五个基本部件组成。 载气系统：钢瓶－减压阀－净化管－针形阀－ 流量计－压力表 进样系统：进样器、气化室 分离系统：色谱柱、柱箱 检测系统：热导池或氢火焰检测器，将载气中各组 分的浓度转化为电信号－记录仪 记录系统： 3、色谱图：各组分浓度随流出时间的分布曲线。 基线：没有试样进入时，记录仪记录的是一条直线。每个色谱峰代表一个组分。 -校正保留时间 td —死时间(从惰性气体空气进样到其顶峰的时间) tr—样品的保留时间(从进样到样品峰顶的时间) 4、气相色谱操作条件选择 （1）载气选择 氢气、氦气、氩气、氮气，对检测的灵敏度、使用寿命有影响。 一般：热导池检测器选择氢气、氦气； 氢火焰检测器选择氮气。载气流速。 （2）柱温选择 考虑固定液的使用温度，防止其挥发。 （3）气化温度 使液体迅速气化，又不至于引起试样分离，通常选择比柱温高30－70。 续－气相色谱操作条件选择 （4）进样时间和进样量： 迅速（0.1秒内），防止色谱峰拖尾， 进样量：液体0.1－5微升，气体0.1－10毫升。 （5）固定相的选择：但体（载体）和固定液 但体：白色或红色硅藻土等 固定液：要求操作条件下呈液体。由此选择的液体要求：难挥发、热稳定性好；工作温度下黏度小，能均匀在载体表面形成液膜；化学稳定性好。 5、作图外延法，求无限稀释溶液的活度系数。 由不同进样量，测得不同 ，计算出不同的活度系数，以活度系数为纵坐标，样品的进样量为横坐标作图，用外推法，得到无限稀释溶液的活度系数。 进样量（ μL ） 三、实验装置、仪器及试剂 活度系数测定装置：以910T型气相色谱为依托，加以改进，增加了压力、流量等的精密测量，同时使用带有相应参数的特制的色谱柱，达到实验的目的。 1- 钢瓶 稳压阀 调压阀 精密压力表 色谱柱 热导检测器 皂膜流量计 四、实验步骤 1．色谱柱的制备 用40～60目101白色载体制备邻苯二甲酸二壬酯色谱柱，固定液要准确称量，占总质量的25％，在50℃下通气老化４h。 2．仪器的主要操作步骤 （1）开启氢气发生器电源，开启活度系数测定仪电源；调节氢气压力为0.01～0.15MPa，色谱仪前面的两个压力表调节到0.03～0.05MPa。 （2）用皂膜确定色谱柱尾气出口有气体后，开启910T型气相色谱仪总开关，调