实验名称： 二组分体系气液平相图的绘利 主讲教师：张丽丹教授 北京化工大学化学实验教学示范中心
北京化工大学化学实验教学示范中心 实验名称： 二组分体系气液平衡相图的绘制 主讲教师：张丽丹 教授
一.实验目的 北条化工大学 化学实验教学中心 1.学习沸点仪的使用，采用沸点仪测定二组分系统气 液平衡时的沸点及气液两组分的组成。 2.了解和掌握折射仪的原理和使用方法。 3.根据实验数据绘制等压下二组分体系的气液平衡相 图，理解相图中点、线、面的意义，理解组分、相 和自由度的概念
一．实验目的 1．学习沸点仪的使用，采用沸点仪测定二组分系统气 液平衡时的沸点及气液两组分的组成。 2.了解和掌握折射仪的原理和使用方法。 3. 根据实验数据绘制等压下二组分体系的气液平衡相 图，理解相图中点、线、面的意义，理解组分、相 和自由度的概念。 北京化工大学 化学实验教学中心
二，实验原理 北京化工大学 化学实验教学中心 二组分系统气液平衡相图的Tx如下： p一定 p一定 p一定 g TA g 气相线 X 气相线 气相线 g 液相线 液相线 液相线 A 都 B XB→ B 级 B 图1理想液态混合物 图2对拉乌尔定律产生正偏差图3对拉鸟尔定律产生负偏差
二．实验原理 二组分系统气液平衡相图的T~x如下： 图1 理想液态混合物 图2 对拉乌尔定律产生正偏差 图3 对拉乌尔定律产生负偏差 北京化工大学 化学实验教学中心
二.实验原理 北京化工大学 化学实验教学中心 二组分系统气液平衡相图的T~x如下： p一定 p一定 气相线 液 T3* 液 气·液 液相线 液 液 短→ ⊙ A 超 B 图4对拉乌尔定律产生最大正偏差 图5对拉乌尔定律产生最大负偏差 本实验采用沸点仪绘制的图4类型的相图
二．实验原理 二组分系统气液平衡相图的T~x如下： 图4 对拉乌尔定律产生最大正偏差 图5 对拉乌尔定律产生最大负偏差 本实验采用沸点仪绘制的图4类型的相图 北京化工大学 化学实验教学中心
二，实验原理 北条化工大学 化学实验教学中心 二组分气液相图作法： 用沸点仪测定乙醇环己烷各种组成的沸点， 用折射仪测定沸点时气相冷凝液和液相的折射率， 根据折射率组成的标准曲线，用内插法求出气相 组成和液相组成。 将气液相组成作为纵坐标，沸点做横坐标， 并绘在同一张图上即为相图
二．实验原理 二组分气液相图作法： 用沸点仪测定乙醇-环己烷各种组成的沸点， 用折射仪测定沸点时气相冷凝液和液相的折射率， 根据折射率-组成的标准曲线，用内插法求出气相 组成和液相组成。 将气液相组成作为纵坐标，沸点做横坐标， 并绘在同一张图上即为相图。 北京化工大学 化学实验教学中心
二.实验原理 北京化工大学 化学实验教学中心 气相冷凝液取样口 3 一1温度计 4 气相冷液 像一2液相取样口 沸点仪 图7测二组分系统平衡相图的 实验装置示意图 图6沸点仪示意图
二．实验原理 图6 沸点仪示意图 图7 测二组分系统平衡相图的 实验装置示意图 北京化工大学 化学实验教学中心
二.实验原理 北条化工大学 化学实验教学中心 25面 ■762 然时是有在期里在 沸点测定仪 受分识。 mK664 沸点仪示意图 回 四到 图8沸点仪装置图组折光仪 折光仪
二．实验原理 沸点仪示意图 折光仪 沸点测定仪 图8 沸点仪装置图组折光仪 北京化工大学 化学实验教学中心
二.实验原理 北京化工大学 化学实验教学中心 乙醇和环己烷完 353.15 全互溶，溶液性质与 348.15 理想溶液相差甚远。 343.15 标准大气压 （101.325kPa)下， 338.15 333.15 纯乙醇-环己烷恒压 0 0.20.40.60.81.0 乙醇 x环2是 环己烷 气-液相图如下： 图9环己烷-乙醇系统的温度~组成平衡相图
二．实验原理 乙醇和环己烷完 全互溶，溶液性质与 理想溶液相差甚远。 标准大气压 （101.325kPa）下， 纯乙醇-环己烷恒压 气-液相图如下： 图9 环己烷-乙醇系统的温度~组成平衡相图 北京化工大学 化学实验教学中心
图 二.实验原理 北京化工大学 化学实验教学中心 1431 X环己烷 r 1.42 0 1.3594 141 0.0573 1.3645 0.1166 1.3699 140 0.13 1.3713 0.1664 1.3738 1.38 0.2108 1.3775 137 0.2583 1.3808 1.36 0.3516 1.3889 1.35 0.00.2040.60.81.0 0.5318 1.3991 0.6196 1.4049 X环己烷 0.6752 1.408 图10无水乙醇-环己烷二组分系统 1 1.4236 组成与折光率的关系工作曲线
二．实验原理 X环己烷 0 1.3594 0.0573 1.3645 0.1166 1.3699 0.13 1.3713 0.1664 1.3738 0.2108 1.3775 0.2583 1.3808 0.3516 1.3889 0.5318 1.3991 0.6196 1.4049 0.6752 1.408 1 1.4236 25 D n ℃ 25 D n ℃ 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.35 1.36 1.37 1.38 1.39 1.40 1.41 1.42 1.43 n 25،و D x X »·¼ح؛é 环己烷 25 D n ℃ 图10无水乙醇-环己烷二组分系统 组成与折光率的关系工作曲线 北京化工大学 化学实验教学中心
1958 二.实验原理 北条化工大学 化学实验教学中心 折射仪是根据液体临界折射原理 制成的，在测量棱镜和辅助棱镜之间 玻调 ,待副凌 n=nz sin Bo 的夹层中注满待测液体。光线（钠黄 光D线)从辅助棱镜通过待测液体射 X区 入测量棱镜，从测量棱镜中的临界折 射角算出所测液体的折射率： n=no sin Bo 式中：n是待测液体的折射率；n是测量棱镜 的折射率（已知n=1.85);B,=为l临界折射角。 数1389 折射仪的标尺已从测得的B换算成nosin邺值， 图11折光仪原理示意图 故直接读得的是折射率值
二．实验原理 图11 折光仪原理示意图 折射仪是根据液体临界折射原理 制成的，在测量棱镜和辅助棱镜之间 的夹层中注满待测液体。光线（钠黄 光D线）从辅助棱镜通过待测液体射 入测量棱镜，从测量棱镜中的临界折 射角算出所测液体的折射率： 0 0 n n = sin 式中：n是待测液体的折射率；n0是测量棱镜 的折射率（已知n0=1.85）；β0=为临界折射角。 折射仪的标尺已从测得的β0换算成n0 sinβ0值， 故直接读得的是折射率值。 北京化工大学 化学实验教学中心