四组分系统气液平衡温度组成图的绘制.docVIP

宁 波 工 程 学 院 物理化学实验报告 专业班级 化工114班 姓名 提子 序号 同组姓名 指导老师 胡爱珠 杨建平 实验日期 2013.4.09 实验名称 实验四 二组分系统气液平衡温度组成图的绘制 实验目的 1.测定在常压下环己烷-乙醇系统的气液平衡数据，绘制系统的沸点组成图。 2.确定系统的恒沸温度及恒沸混合物的组成。 3.了解阿贝折射仪的测量原理，掌握阿贝折光仪的使用方法。 实验原理 对于完全互溶的双液系，其沸点不仅与外压有关，还与双液系的组成有关。本实验采用环己烷（B）-乙醇（A）系统，用沸点仪直接测量一系列不同液态混合物的气液平衡温度，并收集少量馏出物与蒸馏液，分别用阿贝折光仪测定折射率，利用环己烷（B）-乙醇（A）二组分系统的折射率-组成工作曲线，查出对应与折射率的组成。通过测得的数据绘制出环己烷-乙醇系统气液平衡时的沸点-组成图。 实验仪器、试剂 仪器：沸点仪一套，NTY-2A型数字式温度计一套，YP-2B精密稳流电源一套，阿贝折射仪一套，HK-1D型恒温水槽一套。 试剂：无水乙醇（A.R）,环己烷（A.R）,不同组成环己烷-乙醇混合物。 实验步骤 1.开启恒温水槽，设定水温为30℃，供阿贝折射仪使用。 2.加入试剂，盖好加料口的塞子，使电热丝及温度传感器浸入液体中。 3.开冷凝水，温度传感器连接NTY-2A型数字式温度计，加热丝连接YP-2B精密稳流电源。调节稳流电源电流，加热至沸腾。液体沸腾后，蒸气逸出，经冷凝后流入球形室，将球形室内的液体倾回沸点仪内，并反复2-3次，待温度读数恒定后记下沸点冰停止加热。 4.在冷凝管上口冷凝液取样口插入干燥的长吸液管吸取球形小室中的气相冷凝液，迅速测其折光率。用另一根干燥的短吸液管，待沸点仪冷却后，从沸点仪的加料口吸取蒸馏液迅速测其折光率。实验完毕，将沸点仪中溶液倒回原瓶。 5.同法完成1、2、3、4、5、6、7、8及纯环己烷实验。 6.实验结束，关闭电源及水源。 数据记录与处理 室温： 20.40 ℃ 大气压： 101.56 KPa 表1 已知组成的环己烷（B）-乙醇（A）二组分系统的折射率（温度：30.0℃±0.1℃） xB 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 nB 1.3570 1.3657 1.3743 1.3820 1.3888 1.3951 1.4009 1.4062 1.4112 1.4158 1.4202 图1 已知组成的环己烷（B）-乙醇（A）二组分系统的工作曲线（温度：30.0℃±0.1℃） 表2 环己烷（B）-乙醇（A）二组分系统的气液平衡数据 样品编号 tb/℃ 液相分析 气相分析 nB xB nB yB 无水乙醇 77.4 1.3606 0.041 1.3636 0.076 1 72.0 1.3631 0.070 1.3874 0.379 2 67.8 1.3679 0.126 1.3956 0.509 3 65.83 1.3756 0.217 1.3981 0.552 4 64.69 1.3851 0.346 1.4005 0.593 5 63.8 1.3956 0.509 1.4011 0.604 6 63.2 1.4051 0.679 1.4025 0.630 7 63.0 1.4135 0.850 1.3795 0.268 8 64.4 1.4214 1 1.4031 0.642 纯环己烷 79.7 1.4242 1 1.4242 1 图2 环己烷-乙醇系统气液平衡时的沸点-组成图 结果与讨论 由图可知：最低恒沸点为63.1℃，最低恒沸混合物的组成（摩尔分数）为xB=0.62。 由于图中两组数据所绘制的点偏离极大，故在绘图时已将其舍弃。 误差分析：①实验仪器本身就有的仪器误差； ②实验操作过程不规范或者有错误而没有发现，使实验结果产生偏差； ③操作者的个人原因，如用阿贝折射仪测定折射率时的调节，读数的判断等。 思考题 1、 在测定中，溶液过热或分镏不彻底将使得到的相图图形发生什么变化？ 答：根据相图测定原理，过热时将导致液相线向高温处移动，就是向上移动。分馏作用会导致出来的气相组分含有的易挥发成分偏多，该气相点向易挥发组分那边偏移。就是向左或向右偏移。 2、 如何判定气-液相已达到平衡状态？冷凝管下的小球的大小对实验结果有无影响？