气液平衡相图绘制实验改进.PDFVIP

维普资讯 ·54 · 化 学 教 育 2006年第 2期 气液平衡相图绘制实验的改进 苏碧泉 盛 丽 刘改兰 (兰州交通大学化学与生物工程学院 甘肃兰州 730070) 摘要 在环己烷一乙醇双液体系的气一液平衡相图实验 中，现在使用的沸点测定仪存在着体系不易达到相平 衡、取样困难以及不能得到分布均匀的相图等不足之处。改进后的实验装置及相应的实验方法在实际操作 中可以 避免上述问题，提高实验质量，获得 良好的教学效果。 关键词 双液系 气液平衡 相图 在大学物理化学实验中，目前普遍采用的是复旦大学编 在液相被加热过程中，液面的高度会有很大的变化 ，不可避 著的 《物理化学实验》教材Ⅲ。其中，双液系气一液平衡相图 免液相溅人小球 中 的绘制是重点的实验内容之一。实验通过对不同组成的环 1．4 加热装置 己烷一乙醇双液系在沸腾时的气液相样 品折光率 的测定，从 原实验装置中以镍铬电热丝加热．通过调节输入电压控 而可以绘制出经典的气一液平衡相图。这对于掌握拉乌尔 制加热功率。变压器的操作具有一定的危险性。在实验中 定律、深刻理解相律以及 自由度等概念至关重要。 我们发现。装置的加热速度不但与输入电压有关，而且和电 l 原装置存在 的问题 热丝与铜丝的连接有关，容易产生暴沸现象。并且，铜丝在 现在常用的沸点仪是带有冷凝支管的长颈圆底烧瓶 (图 长时间使用之后表面有氧化现象，降低了加热效率。 1)[1．2]，在冷凝管底部有圆形玻璃小球用以收集冷凝下来的 1．5 相 图绘制 气体样品。但是，通过在教学实践中的具体操作。发现沸点 该实验要求获得 1O个样品点的数据 以便能画出平滑的 仪装置的设计有一些不足之处，在实际操作中很难达到作者 气液相图曲线。所以，每测完一个样品都应当尽量将沸点仪 的设计要求 。 倾倒干净 但是，在做实验时往往做不到这一点。因而，可 能会使待测试样相互混杂，偏离预先配好的浓度，从而造成 相图的x值分布不均衡，相图曲线不易连成平滑曲线，甚至 根本无法绘 出相图。 2 实验装置的改进 2．1 新型实验装置 改进后的实验装置(图2)以1个三 口烧瓶替代了原先的 长颈烧瓶，用 1个u形玻璃管浸在冰水槽l中用以收集气相冷 凝液样品。u形管以胶皮管和插在烧杯中的玻璃管相连，胶 田l 沸点测定便装置示意田 皮管上用管夹控制气相通过。加热装置采用磁力加热搅拌 1．1 取样操作 器，在三 口烧杯 内加入磁力搅拌子以使加热均匀、防止暴沸。 气相凝聚在冷凝管底部的小球中，需要用细长易断的滴 管伸进冷凝管中取样，操作困难；取出的样品虽已冷凝。但温 度仍较高，被移送到Abbe折光仪上过程中会不断挥发 ，气样 女 暂 ； 磬 霉 羚 誊 《} l 甜 { 组成会发生变化。 誊 B j矗；艘汁 酶 蘸螽l琵 豁蒜霞鼯 i *0 鞋 }