双液相的汽液平衡图.doc

双液相的汽液平衡图 报告人：中国科学技术大学生命科学学院 周磊 学号：P摘要：本实验利用沸点仪测定在一定大气压下，正丙醇-水双液系的气相平衡相图。确定其最低恒沸点温度以及最低恒沸点组成。并利用阿贝折射仪测定液体和蒸汽的组成。 关键词：正丙醇-水双液体系 最低恒沸点 T-x相图 Abstract: In this experiment, a boiling-point analyzer is adapted to separate different composing proportion of a admixture solution which is composed with two liquid. One of the two separated solution is formed from the liquid phase of a liquid-gas balanced system, and the other is formed from the gas phase. Thats to say , each composing of them is equaled to the ones in single phase. Then a spectrometer is used to measure the composing of them to construct a T-x phase diagram to find out the lowest boiling point of the system. Key words:binary liquid system of water, T-x phase diagram, lowest boiling water. 1引言：两种蒸汽压不同的挥发性液体在混合后，一般而言，其溶液组分与其气相组分不同。在恒外压下，二组分达到气液平衡时，表示液态混合物的沸点与平衡时气液两相组成关系的相图，成为沸点-组成（T-x）图。本实验为了绘制常压下异丙醇-水气液平衡相图，先利用阿贝折射仪测定一系列已知组成混合溶液以及纯液体的折射率，绘制标准曲线，再通过沸点仪测定一系列混合溶液的沸点，收集少量气象冷凝液以及此时的混合溶液，测定各自折射率，反查标准曲线得到气液两相得组成，绘制双液系的气液平衡图。 内容： 1）实验原理：  在常温下，两液态物质混合而成的体系称为双液系。两液体若只能在一定比例范围内互相溶解，称为部分互溶双液系，若两液体能以任意比例相互溶解，则称为完全互溶双液系。例如：苯－乙醇体系，正丙醇－水体系，环己烷—乙醇体系都是完全互溶双液系，苯－水体系则是部分互溶双液系。  液体的沸点是指液体的蒸气压与外压相等时的温度。在一定的外压下，纯液体的沸点有确定的值。但对于双液系来说，沸点不仅与外压有关，而且还与双液系的组成有关，即与双液系中两种液体的相对含量有关。 双液系在蒸馏时具有另一个特点是：在一般情况下，双液系的气相组成和液相组成并不相同。因此原则上有可能用反复蒸馏的方法，使双液系中的两液体互相分离。 通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相、液相组成作图，所得图形称为双液系T－x相图，在一定温度下还可画出体系的压力P与组成的P－x关系图。完全互溶双液系在恒定压力下的气液平衡相图可分为三类： 如果溶液与拉乌尔定律的偏差不大，在T—x图上，溶液的蒸汽压和沸点介于A，B两纯组分蒸汽压及沸点之间，如甲苯-苯体系（图5－1）所示，为第一类。 实际溶液由于A—B两组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大的偏差。在T—X图上可能有最低和最高点出现。如图（5－2）、（5－3）所示。这些点称为恒沸点。其相应的溶液称为恒沸点混合物。恒沸混合物蒸馏所得的气相与液相的组成相同。如：盐酸—水体系具有最高恒沸点，为第二类；正丙醇—水等体系具有最低恒沸点，为第三类。 外界压力不同时，同一双液系的相图也不尽相同，所以恒沸点和恒沸点混合物的组成还与外压有关，一般在未注明压力时，通常都指外压为标准大气压的值（1大气压或101325Pa）。 图5-1 完全互溶体系的一种蒸馏相图 图5-2,3 完全互溶双液系的另两种类型相图 从相律来看，对二组分体系，当压力恒定时，在汽液二相共存区域中，自由度等于1，若温度一定，汽液两相成分也就确定。当总成分一定时，由杠杆原理知，两相的相对量也一定。反之，在一定的实验装置中，利用回流冷凝的方法保持气液两相相对量一定，则体系的温度恒定。此时，取出两相中的样品，用物理方法或化学方法分析两相的成分，可给出在该温度时气液两相平衡成分的坐标点。改变体系的总成分，再如上法可找出另一对坐标点，这样测得