环己烷-乙醇恒压气液平衡相图绘制chen

1、相平衡实验 环己烷环己烷乙醇恒压气液平衡相图绘制乙醇恒压气液平衡相图绘制 一、实验目的一、实验目的 1.测定测定常压下常压下环己烷环己烷乙醇二元系统的乙醇二元系统的 气液平衡数据，绘制气液平衡数据，绘制101.325kPa下的下的 沸点沸点组成相图。组成相图。 2.掌握掌握阿贝折射仪阿贝折射仪的原理和使用方法。的原理和使用方法。 3.掌握掌握水银温度计水银温度计与与大气压力计大气压力计的校正的校正 与使用方法。与使用方法。 p 气相组成气相组成 yB 液相组成液相组成 xB T 总组成为总组成为Z 的混合物的混合物 恒温槽恒温槽 测定一系列测定一系列z时的时的T、p、x、y数据，并以图示形数据

2、，并以图示形 式表达式表达T、p、x、y之间的关系之间的关系 ，即为气液平衡相图，即为气液平衡相图 二、实验原理二、实验原理 p 气相组成气相组成 yB 液相组成液相组成 xB T 1.恒压气液平衡实验装置设计原理恒压气液平衡实验装置设计原理 冷凝冷凝 加热加热 液相液相气相气相 组成分析组成分析组成分析组成分析 温度计温度计 压力控制压力控制 回回 流流 管管 2. Ellis平衡蒸馏器的结构特点及工作原理平衡蒸馏器的结构特点及工作原理 溶液溶液 液体液体 + + 蒸气蒸气 5 5 蛇管蛇管 6 6 温度计温度计 液相液相 气相气相 7 7 温度计温度计 9 9 冷冷 凝凝 4 4 3 3

3、3. 3. 气、液相组成分析气、液相组成分析 在一定温度下，纯物质具有一定的折射率，当两在一定温度下，纯物质具有一定的折射率，当两 种物质互溶形成溶液后，种物质互溶形成溶液后， 。利用。利用阿贝折射仪阿贝折射仪测定溶液的折射测定溶液的折射 率，确定其组成率，确定其组成 x, y。 本实验采用本实验采用物理方法物理方法分析气液平衡后的气、液相分析气液平衡后的气、液相 组成。组成。 阿贝折射仪测定液体折射率视窗阿贝折射仪测定液体折射率视窗 波长为波长为589.3nm的钠光的钠光D线在温度为线在温度为t时时 所测液体的折射率所测液体的折射率 测定测定范围范围1.31.7 , 精度精度0.0001 t

4、 nD 1.38001.3900 三、实验试剂与仪器三、实验试剂与仪器 试剂：试剂：环己烷，乙醇 仪器：仪器：Ellis平衡蒸馏器，可控硅调压器，电压表， 阿贝折射仪，超级恒温槽 四、实验步骤四、实验步骤 （1）加入样品加入样品，溶液加至蛇管喷口下方，溶液加至蛇管喷口下方1.5cm处。处。 （2）打）打开冷却水开冷却水，水的流量适中，水的流量适中，不要太急不要太急，防止水管脱落。，防止水管脱落。 （3）加热加热，实验之初先打开加热开关（，实验之初先打开加热开关（加热电压不得超过加热电压不得超过 180V）和液相保温开关（）和液相保温开关（8-10V），气相保温不打开，待系统），气相保温不打开，

5、待系统 正常沸腾后再打开气相保温，通过调节加热电压（正常沸腾后再打开气相保温，通过调节加热电压（8-10V），）， 使冷凝液产生速度为每分钟使冷凝液产生速度为每分钟60100滴滴），气相温度高于气液气相温度高于气液 平衡温度平衡温度0.5-1.5 。 （4）待气液平衡）待气液平衡温度恒定温度恒定15min以上时，可认为已达到相平衡，以上时，可认为已达到相平衡， 记下记下T、p。 （5）关闭所有电源关闭所有电源，待系统，待系统冷却后冷却后，取样取样，分别测气液相溶，分别测气液相溶 液液折射率折射率nx，ny 。 五、数据处理五、数据处理 nx，ny- x, y 平衡平衡温度温度的确定的确定 水银

6、水银压力计压力计读数的校正读数的校正 平衡温度的平衡温度的压力校正压力校正 相图相图绘制绘制 温度计示值校正温度计示值校正 t示示= t标标 t观观 平衡温度的确定平衡温度的确定 毛细管直径不均毛细管直径不均 匀和水银不纯匀和水银不纯 t露 露 = 0.000 16 n (t观观 t环 环) 温度计露茎校正温度计露茎校正 未处于待未处于待 测的温度测的温度 n= t观 观 t塞 塞 t塞 t = t观观+ t示示+ t露露 2 2、气压计读数校正、气压计读数校正 t p p t p t t 1 )( 温度校正：温度校正： 重力加速度及气压计重力加速度及气压计 本身的误差校正：本身的误差校正：

7、tt pp大 大气气 平衡温度的压力校正平衡温度的压力校正 正常沸点: 外压为101.325 kPa下的气液平衡温度 实验压力实验压力条件下条件下 气液平衡温度气液平衡温度 外压为外压为101.325 kPa下下 气液平衡温度气液平衡温度 t t常常 校正校正 平衡温度的压力校正平衡温度的压力校正 对于本实验用对于本实验用Ellis平衡蒸馏器测定的环己烷平衡蒸馏器测定的环己烷 乙醇系统，可以用经验关系校正乙醇系统，可以用经验关系校正(没有普适性没有普适性)： )10325.101( )273( )0234. 00712. 0( 1 3 大气环 大气 常 pty p tt 由大气压力计直接读出的由大气压力计直接读出的压力压力数据，必须进行数据，必须进行 重力加速度重力加速度、仪器固有误差仪器固有误差以及以及温度校正温度校正。 相图绘制相图绘制 环己烷环己烷乙醇恒压气液平衡相图乙醇恒压气液平衡相图 标出实验点标出实验点 提示：提示： 标准数据作图标准数据作图 t常 xByB 注意事项注意事项 冷凝水不能开得太大冷凝水不能开得太大 防止液体暴沸防止液体暴沸 加热加热15-1615-16分钟后，如果不出现气泡，可以摇晃一下