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双液系气液平衡相图实验报告

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篇一：双液系气—液平衡相图绘制实验报告

双液系气—液平衡相图绘制

实验目的：

①用回流冷凝法测定沸点时气相与液相的组成，绘制双液系相图。

找出恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度。

②掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的测定方法。

③了解阿贝折射计的构造原理，熟悉掌握阿贝折射计的使用方法。

实验原理：

液体的沸点是液体饱和蒸气压和外压相等时的温度，在外压一定

时，纯液体的沸点有一个确定值。但双液系的沸点不仅与外压有关，

而且还与两种液体的相对含量有关。理想的二组分体系在全部浓度范

围内符合拉乌尔定律。结构相似，性质相近的组分间可以形成近似的

理想体系，这样可以形成简单的T-x(y)图。大多数情况下，曲线将出

现或正或负的偏差。当这一偏差足够大时，在T-x(y)曲线上将出现极

大点（负

偏差）或极小点（正偏差）。这种最高和最低沸点称为恒沸点，

所对应的溶液称为恒沸混合物。考虑综合因素，实验选择具有最低恒

沸点的乙醇—乙酸乙酯双液系。根据相平衡原理，对二组分体系，当

压力恒定时，在气液平衡两相区，体系的自由度为1.当温度一定时，

则气液两相的组成也随之而定。当气液两相的相对量一定，则体系的

温度也随之而定。沸点测定仪就是根据这一原理设计的，它利用回流

的方法保持气液两相相对量一定，测量体系温度不发生改变时，即两

相平衡后，取两相的样品，用阿贝折射计测定气液平衡气相、液相的

折射率，再通过预先测定的折射率—组成工作曲线来确定平衡时气相、

液相的组成（即该温度下气液两相平衡成分的坐标点。）改变体系总

成分，再如上法找出另一对坐标点。这样得若干对坐标点后，分别按

气相点和液相点连成气相线和液相线，即得T-x平衡图。

仪器与试剂：

沸点仪一套调压变压器一台阿贝折射计一台超级恒温

槽

1/10温度计（50~100℃）一支1/10温度计（0~50℃）一支小

烧杯一个小试管（5ml带软木塞）（若干）吸管2支红外线干燥箱（风

筒）一台搽镜纸乙酸乙酯（AR）

无水乙醇（AR）不同配比的乙醇—乙酸乙酯混合液丙酮(c、p)重

蒸水

实验步骤：（1）、乙醇—乙酸乙酯溶液的折射率组成工作曲线的

测绘①折射率—体积分数工作曲线。对于乙醇—乙酸乙酯等部分有机

液体混合体系，当使用体积分数（?）表示时，能得到直线的工作曲线，

故只要分别准确测出25℃时纯乙醇、乙酸乙酯的折射率，将其连成直

线，就得到nD??（%）工作曲线（n~V）。

②折射率—摩尔分数工作曲线。在nD??（%）线上取8个点，利

用乙醇、乙酸乙酯的密度合量比（%）等条件将以上点对应的体积分

数换算成摩尔分数，按对应的折射率重新绘

2525

2525（nD。?x）点，再将点连成平滑曲线，即为nD?x工作曲线

（n-x）

（2）、沸点仪的安装

将沸点仪洗净，烘干，如图所示，检查带温度计的软木塞是否塞

紧、电热丝是否靠近容器底部的中心，温度计的水银球位置是否合适。

（3）、样品的测定

①溶液的配置粗略配置乙醇体积分数为10%、30%、50%、62%、

75%、85%、90%、95%组成的乙醇—乙酸乙酯溶液（可由教师先配

合）。

②沸点的测定自侧管加入所要测定的溶液（约20ml），其液面应

在水银球的中部。打开冷凝水，接上电源，用调压

变压器调节电压（约12V），将液体缓慢加热使液体沸腾，最初

在冷凝管下端内的液体不能代表平衡气相的组成，为加速达到平衡，

可以等小槽中的气相冷凝液体收集满后，调节冷凝管的三通阀门，使

冷凝液体流回至圆底

烧瓶，重复三次，直到温度计上的读数稳定数分钟，记录温度计

的读数，同时读出环境的温度，算出露茎温度，以便进行温度的校正，

并读出室内大气压力。③取样切断电源，停止加热，在冷凝管三通小

槽处放置一个标有相应浓度记号的尾接小试管，并调节冷凝管的三通

阀门，使冷凝液体不再流回至圆底烧瓶，而是流入尾接小试管中，并

立即塞紧（防