实验四、Binary Liquid-Vapor Phase Diagram - 高师大.DOCVIP

實驗四、Binary Liquid-Vapor Phase Diagram 目的 熟悉二成份混合液於定壓下的沸點與平衡時氣液的組成，並繪製氣液二相定壓平衡曲線圖。 原理 按各種比率可以自由完全混合的二成分系液的氣液平衡圖。 (一) 區間Ⅰ兩成分A、B—一相混合液AB液相 區間Ⅱ兩成分A、B—二相混合液AB氣液相 區間Ⅲ兩成分A、B—一相混合液AB氣相 XB軸的最右：純B1最左：純A0 (二) 藥劑使用：C2H5OH(即B，bp=-85℃)、H2O(即A，bp=-85℃) 最低共沸點混合液，如圖二，改變混合一XB(十組)濃度得十組不同平衡溫度下，氣液兩相的組成以繪成圖二曲線之左半(原因見討論)。 (三) 某一組成混XB=XB0達氣液平衡時，溫度T=T1，經過Abbe折射一測量R、D的折射率，再透過檢量線換算，求得R、D的XB分別為XBL、XBV(分別代表混合液液相組成與氣相組成)，D的XB變化由0→XBV。 R的XB變化由XB0→XBL如圖三粗線箭頭所示。 V(vapor)氣相 XL：混合液液相莫耳分率 L(liquid)液相 XV：混合液氣相莫耳分率 D(Distillate)蒸餾液；混合液氣相 XBr：P=1atm，混和液XB=XB加熱至 T時D中B的莫耳分率（氣相時） R(Residue)剩餘液；混何液液相 Xb(mole fraction of B)B的莫耳分率 XBL：條件同XBr，R中b的莫耳分率(液相時) (四) XL=X-XV=(XB0-XBL)/(XBV-XBL) 步驟7中，”直至溫度不在改變”該點為純A，圖三中在純A(XB=0)軸上，RD曲線相交的點。 (五) 圖五為檢量線示意圖，取半對數的用意，再以之W%為一次方變化，而不知(ND20變化不大)，將ND20取log，對W%作圖。再某一濃度之上logND20不再變化，超過此一濃度，可將其稀釋某倍數，至可用的範圍，透過檢量線得稀釋後濃度，再反推回原濃度。 相關知識 最低共沸點混合液本實驗(minimum biolong point azeotropes) 沸點：BA 分子間引力：BBAA ABBB、AA 當P=1atm，T=T3，XB=XB3，氣液二相達平衡 此時氣向中B的比率XB3’=XB3 例：C2H5OH(b.p：-8.5℃)(B)和H2O(b.)p：100℃)(A) 最低共沸點XB3=89.43mol%、T3=78.15℃ 當分子間引力：BBAA，意味B比A更容易破壞液體分子彼此的引力而成為氣體分子，反映在沸點：BA上。 當分子間引力：ABBBAA，意味兩者混合之後比原來各純質的更難破壞液體分子，反映在在沸點上，混合液沸點高於理想值，即溶液蒸氣壓較理想狀態溶液蒸氣壓小，稱之為負偏差。反之稱為正偏差。 ND20：使用鈉光在溫度20℃時的折射率。 實驗器材 二成份系之氣液相平衡圖測定裝置一組，另含：溫度承接器 ×1、玻璃塞×1 加熱包與、壓調節器 各×1 洗瓶 ×1 ABBE折射儀、水循環恆溫器 各×1 量筒 (10ml×1、30ml×1) 冷凝管 ×1、橡皮軟管 ×2 乳頭滴管 ×5 溫度計 (100℃) ×1 燒杯 (500ml ×1、50ml ×2) 試管 ×10、試管架 ×1、密封膠紙 稱量瓶 ×7 安全吸球 ×2、吸量管 (5ml) ×2 拭鏡紙 ×1盒 藥品 水、酒精 藥品性質 Ethyl alcohol 乙醇 C2H5OH。沸點78.4℃、熔點-117.3℃、分子量 46.05、比重 0.789、95%水溶液比重0.816。無色液體,有醚香氣。溶於水、乙醚、甲醇。 用製有機酯類、合成藥、氯仿、碘仿、醚、醋酸、染料、無煙火藥、飲料、汽車燃料,抗凍溶液、清潔劑、供製香精、化粧香品、醇溶油漆、象牙、塑料、溶劑等。由澱粉轉化糖發酵,經分餾而得濃酒精。合成者以乙烯為原料。 步驟 （A）繪出酒精校正曲線 １. 學會使用折射儀。調整明暗交界剛好在交叉點上，讀取數據。 ２. 配製不同W%的酒精水溶液共11瓶。 配製方法如下： 95%的酒精，比重0.816g/ml，乙醇含量0.7752g/ml (=0.95*0.816) 1. 取1ml酒精(重：0.816g)，混和9ml蒸餾水(9g) 此W%＝0.7752 / (0.816+9) * %＝7.897% 2. 取2ml酒精(重：1.632g)，混和8ml蒸餾水(8g) 此W%＝1.5504 / (1.632+8) * %＝16.096% 依此配出，並置入試管中： 酒精(ml) 2 3 4 5 蒸餾水(ml) 8 7 6 5 W% 16.09