实验二 双液系组分的测定

1、实验二 双液系的气一液平衡相图一、实验目的：绘制在标准压力下乙酸乙酯-乙醇双液系的气-液平衡相图学会阿贝折光仪的使用方法初步学会通过折光率确定二元液体组成的方法掌握测定双组分液体的沸点以及正常沸点的方法二、实验原理两种液态物质混合后的双组分混合液称为双液系。两个组分若能以任意比互溶称为完全 互溶双液系。溶液的沸点是指液体的蒸汽压与外界压力相等时的温度，在一定的外压下，纯 液体的沸点有确定值；双液系的沸点不仅与外压有关，而且还与两种液体的相对含量有关。 根据相律：自由度=组分数-相数+ 2因此，气液共存的双组分体系的自由度为2。只要确定一个变量，整个体系的存在状 态可以用二维图象来描述。例如，在

2、一定温度下，可以画出体系的压力p和组分x的关系图 （图1,请参考实验教材），这就是相图。在T-x相图上，还有温度、液相组成和气相组成三 个变量，但是只有一个自由度。一旦设定某个变量，则其它两个变量必有相应的确定值。图 1为完全互溶双液系的沸点-组成图。组分分析:本实验使用数字阿贝折光仪对样品进行分析，关于数字阿贝折光仪的使用方 法和折光仪的工作原理见物理化学实验（复旦大学）（高等教育出版社第二版）262页。 五、实验步骤沸点测定：用量筒取25ml乙醇或乙酸乙酯并倒入沸点仪中，注意电热丝应完全浸没在 液体中，打开冷凝水接通电源并调节电压）待溶液沸腾后，调节冷凝水流量，温度计的读数 稳定后方可读取

3、沸点，并记录环境温度计的读数，在上述过程中要不断把气相凝聚液倒回圆 底烧瓶中。投料表:第一系列乙醇25ml+乙酸乙酯ta气相液相折光率乙酸乙酯（）折光率液相百分数（%）+ 0ml+3ml+7ml+5ml+5ml+7ml计算乙醇含量：Y乙醇第二系列25ml乙酸乙酯+乙醇Ta气相液相折光率乙酸乙酯()折光率乙酸乙酯()+ 0ml+2ml+2ml+2ml+2ml+8ml折光率的测定及组成的确定停止加热，用干燥的长滴管分别从支管和冷凝管的上口取样，注意一个滴管只能取一个 样，不得使同一个滴管取不同的样，每取一个样要测定三次折光率。这样就得到两个系列的 溶液的折光率。未知溶液的组成从对应的折光率-组成工

4、作曲线查得。将乙醇、乙酸已酯以 及系列溶液的沸点和气、液两相组成列表并绘制乙醇乙酸已酯的温度-组成相图。从图上可 以确定最低恒沸点和恒沸物组成。六、数据处理沸点温度校正：在P。下测得的沸点称为正常沸点。通常外界压力并不恰好等于101325Pa, 因此，应对实验测得值作压力校正。校正式1系从特鲁顿(Trouton)规则及可劳修斯-克拉 贝龙(Clausius-Clapeyron)方程推倒而得。A t 压 /0C=(273.15+tA /0C)/10 x (101325-p/pa)/101325因此经校正后的正常沸点应为t = tA+ A、由投料表及其相应的数据可得7978777675747372

5、71乙醇204060%80100乙酸乙酯七、思考题1.在测定沸点时，溶液过热或出现分馏现象，将使绘出的相图图形发生什么变化？在测定沸点时，溶液过热或出现分馏现象，将液相线和气相线的距离增大或缩短形成很不 规则的图形。也就是两个叶子变叟或胖。试设计其它方法用以测定气、液两相组成，并讨论其优缺点。一般有化学分析法、气相色谱法、电化学法等等，但他们也有也有缺点。化学法较麻烦， 结果准确；仪器分析法所需仪器昂贵，电化学法较难。讨论压力-组成相图和温度-组成相图的关系。压力-组成相图是在等稳下，温度-组成相图是在等压下画的相图。对于一个体系来说， 在恒沸点上，压力-组成相图如有最高点，则温度-组成相图出现最低点的关系这叫做最低恒 沸点。两个叶子的大小和形状相似。（请参阅物化327页）试推导沸点的压力校正公式。 心=工一 ln HL, -气dT RT 2P0 R T2T0lnP2/P0 = vaH/RTo X （-A t 压）/T2 一 - 压=T2 8.314/88 XlnP/P。因为 InP/P e（P-P）/