双液相的汽液平衡图

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1、双液相的汽液平衡图报告人：中国科学技术大学生命科学学院周磊学号：PB10007218摘要：本实验利用沸点仪测定在一定大气压下，正丙醇-水双液系的气相平衡相图。确定其最低恒沸点温度以及最低恒沸点组成。并利用阿贝折射仪测定液体和蒸汽的组成。关键词：正丙醇-水双液体系最低恒沸点T-x相图Abstract:Inthisexperiment,aboiling-pointanalyzerisadaptedtoseparatedifferentcomposingproportionofaadmixturesolutionwhichiscom

2、posedwithtwoliquid.Oneofthetwoseparatedsolutionisformedfromtheliquidphaseofaliquid-gasbalancedsystem,andtheotherisformedfromthegasphase.That'stosay,eachcomposingofthemisequaledtotheonesinsinglephase.ThenaspectrometerisusedtomeasurethecomposingofthemtoconstructaT-xph

3、asediagramtofindoutthelowestboilingpointofthesystem.Keywords:binaryliquidsystemofwater,T-xphasediagram,lowestboilingwater.1引言：两种蒸汽压不同的挥发性液体在混合后，一般而言，其溶液组分与其气相组分不同。在恒外压下，二组分达到气液平衡时，表示液态混合物的沸点与平衡时气液两相组成关系的相图，成为沸点-组成（T-x）图。本实验为了绘制常压下异丙醇-水气液平衡相图，先利用阿贝折射仪测定一系列已知组成混合溶液以及纯

4、液体的折射率，绘制标准曲线，再通过沸点仪测定一系列混合溶液的沸点，收集少量气象冷凝液以及此时的混合溶液，测定各自折射率，反查标准曲线得到气液两相得组成，绘制双液系的气液平衡图。2.内容：1）实验原理：在常温下，两液态物质混合而成的体系称为双液系。两液体若只能在一定比例范围内互相溶解，称为部分互溶双液系，若两液体能以任意比例相互溶解，则称为完全互溶双液系。例如：苯－乙醇体系，正丙醇－水体系，环己烷—乙醇体系都是完全互溶双液系，苯－水体系则是部分互溶双液系。液体的沸点是指液体的蒸气压与外压相等时的温度。在一定的外压下，纯液体的

5、沸点有确定的值。但对于双液系来说，沸点不仅与外压有关，而且还与双液系的组成有关，即与双液系中两种液体的相对含量有关。双液系在蒸馏时具有另一个特点是：在一般情况下，双液系的气相组成和液相组成并不相同。因此原则上有可能用反复蒸馏的方法，使双液系中的两液体互相分离。通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相、液相组成作图，所得图形称为双液系T－x相图，在一定温度下还可画出体系的压力P与组成的P－x关系图。完全互溶双液系在恒定压力下的气液平衡相图可分为三类：如果溶液与拉乌尔定律的偏差不大，在T—x图上，溶液的蒸汽压和沸点介于A，B两纯

6、组分蒸汽压及沸点之间，如甲苯-苯体系（图5－1）所示，为第一类。实际溶液由于A—B两组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大的偏差。在T—X图上可能有最低和最高点出现。如图（5－2）、（5－3）所示。这些点称为恒沸点。其相应的溶液称为恒沸点混合物。恒沸混合物蒸馏所得的气相与液相的组成相同。如：盐酸—水体系具有最高恒沸点，为第二类；正丙醇—水等体系具有最低恒沸点，为第三类。外界压力不同时，同一双液系的相图也不尽相同，所以恒沸点和恒沸点混合物的组成还与外压有关，一般在未注明压力时，通常都指外压为标准大气压的值（1大气压或101325P

7、a）。图5-1完全互溶体系的一种蒸馏相图图5-2,3完全互溶双液系的另两种类型相图从相律来看，对二组分体系，当压力恒定时，在汽液二相共存区域中，自由度等于1，若温度一定，汽液两相成分也就确定。当总成分一定时，由杠杆原理知，两相的相对量也一定。反之，在一定的实验装置中，利用回流冷凝的方法保持气液两相相对量一定，则体系的温度恒定。此时，取出两相中的样品，用物理方法或化学方法分析两相的成分，可给出在该温度时气液两相平衡成分的坐标点。改变体系的总成分，再如上法可找出另一对坐标点，这样测得若干对坐标后，分别按气相点和液相点连成气相线和液

8、相线，即得双液系的T－X相图。本实验两相中的成分分析均采用折光率法，溶液折光率的测定，请看附录说明书。物质的折光率是一特征数值，它与物质的浓度及温度有关。大多数液态有机化合物的折光率的温度系数为-0.0004，因此在测量物质的折光率时要求温度恒定。一般温度控制在±0.2℃时，