二組分系統(tǒng)氣液平衡溫度

1、寧波工程學(xué)院物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告專業(yè)班級(jí) 化本092 姓名 周培 實(shí)驗(yàn)日期 2011年4月7日同組姓名徐浩，鄭志浩指導(dǎo)老師 劉旭峰，王婷婷實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)四、二組分系統(tǒng)氣液平衡溫度-組成圖的繪制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)定在常壓下環(huán)乙烷系統(tǒng)的氣液平衡數(shù)據(jù)，繪制沸點(diǎn)的沸點(diǎn)-組成圖。2、確定洗頭的恒沸溫度及恒沸混合物組成。3、了解阿貝折射儀的測(cè)量原理，掌握阿貝折射儀的使用方法。二、值。實(shí)驗(yàn)原理 液體的沸點(diǎn)是指液體的飽和蒸氣壓和外壓相等時(shí)的溫度。在一定外壓下，純液體的沸點(diǎn)有確定的 但對(duì)于完全互溶的雙液系，沸點(diǎn)不僅與外壓有關(guān)，而且還與雙液系的組成有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)采用環(huán)乙 烷（B）-乙醇（A）系統(tǒng)，其沸點(diǎn)-組成圖屬于具有最

2、低恒沸點(diǎn)的類型（如圖1）。在101.325Kpa下，環(huán)乙烷的沸點(diǎn)為80.75，乙醇的沸點(diǎn)為78.37C，最低恒沸點(diǎn)為64.8們最 低恒沸點(diǎn)混合物的組成（摩爾分?jǐn)?shù)）為xB=0.55.環(huán)乙烷（B）-乙醇（A）的沸點(diǎn)-組成圖沸點(diǎn)儀裝置本實(shí)驗(yàn)采用的是沸點(diǎn)儀裝置，用沸點(diǎn)儀直接測(cè)定一系列不同組成液態(tài)混合物的氣液平衡溫度，并 收集少量餾出物和蒸餾液，分別用阿貝折光儀測(cè)定折射率，利用環(huán)乙烷（B）-乙醇（A）二組分系統(tǒng) 的折射率-組成工作曲線，查出對(duì)應(yīng)于樣品折射率的組成。三、實(shí)驗(yàn)儀器、試劑儀器：沸點(diǎn)儀1套、NTY-2A型數(shù)字式溫度計(jì)1套、YP-2B精密穩(wěn)流電源1套、阿貝折射儀1套、 HK-1D型恒溫水槽1套試劑

3、：無(wú)水乙醇（A.R）、環(huán)乙烷（A.R）。不同組成環(huán)乙烷-乙醇混合物四、實(shí)驗(yàn)步驟1、開(kāi)啟恒溫水槽，設(shè)定溫度為30C。2、加入試劑，蓋好加料口塞子，使電熱絲及溫度傳感器浸入液體中。3、開(kāi)冷凝水，溫度傳感器連接NTY-2A型數(shù)字式溫度計(jì)，加熱絲連接YP-2B精密穩(wěn)流電源。調(diào) 節(jié)穩(wěn)流電源電流，加熱至沸騰。液體沸騰后，蒸氣逸出，經(jīng)冷凝后流入球形小室。剛出現(xiàn)在 球形小室中的液體不純，應(yīng)將其吸取掉，如此23次后，待溫度恒定后，記下沸點(diǎn)，并停止 加熱。4、在冷凝管上口冷凝液取樣口插入干燥的長(zhǎng)吸液管吸取球形小室的氣相冷凝液，迅速測(cè)其折光 率。用另一根干燥的短吸液管，待沸點(diǎn)儀冷卻后，從沸點(diǎn)儀的加料口吸取蒸餾液迅速

4、測(cè)其折 射率。實(shí)驗(yàn)完畢，將沸點(diǎn)儀中的溶液倒回原瓶。5、最后，關(guān)閉電源、水源。五、數(shù)據(jù)記錄與處理室溫：17.5C大氣壓：101.30KPa1、30C時(shí)，已知組成的環(huán)己烷（B）一乙醇（A）二組分系統(tǒng)的折射率見(jiàn)表1，由表1制作環(huán)己 烷一乙醇二組分系統(tǒng)的工作曲線。表1已知組成的環(huán)己烷（B）一乙醇（A）二組分系統(tǒng)的折射率（溫度：30.0C+0.1C）XB0.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.9001.000nB1.35701.36571.37431.38201.38881.39511.40091.40621.41121.41581.4202圖3、3

5、0C時(shí)，折射率一一組成工作曲線2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理表2環(huán)己烷（B）一乙醇（A）二組分系統(tǒng)的氣液平衡數(shù)據(jù)樣品編號(hào)，/c液相分析氣相分析nxn無(wú)水乙醇77.8B1.3616B0.05302B1.3631B0.07012174.471.36050.046311.36010.03559269.51.36760.122421.39440.48886365.71.37890.25961.39930.57237464.11.38900.403221.40190.61884566.81.40520.681161.40410.66044663.61.41250.828291.41580.90000764.9

6、1.42010.997761.40020.58788879.61.42511.111041.42071.01106純環(huán)己烷80.21.42591.129771.42551.12060圖4、環(huán)己烷一乙醇系統(tǒng)氣液平衡時(shí)的沸點(diǎn)一組成圖3、由圖4得：系統(tǒng)的恒沸點(diǎn)為66.83C恒沸混合物的組成x =0.66B在101.325KPa下，最低恒沸點(diǎn)為64.8C，最低恒沸點(diǎn)混合物的組成為七=0.55。系統(tǒng)的恒沸點(diǎn)的相對(duì)誤差=(66.83-64.8) /64.8=3.13%。恒沸混合物的組成的相對(duì)誤差=(0.66-0.55) /0.55=20%六、結(jié)果討論1、在該二相組分圖中，刪除了第7組，在該組中氣相的組分比

7、前一組小，在圖中出現(xiàn)回折，與實(shí)際 不符。造成該情況的原因可能是在吸取氣相物質(zhì)和液相物質(zhì)到折射儀的時(shí)候，物質(zhì)在讀數(shù)過(guò)程中， 很多蒸發(fā)掉了，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)明顯偏低。3、冷凝管下的小球大小隨實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無(wú)影響？答：有影響。蒸餾氣體到達(dá)冷凝管前，會(huì)有沸點(diǎn)高的組分被冷凝，因而所測(cè)的氣體組分可能并不 是真正的氣相氣體組分，為了減少由此引入的誤差蒸餾器中支管的位置不宜過(guò)高，沸騰液體 的液面與支管上部的距離不應(yīng)過(guò)遠(yuǎn)，最好在一起外面在加上棉套之類的保溫層，以減少蒸汽 先行冷凝。4、測(cè)定純環(huán)乙烷和純乙醇的沸點(diǎn)時(shí)，為什么要求沸點(diǎn)儀必須是干燥的？答：測(cè)純樣品時(shí)，如果沸點(diǎn)儀不干燥，那么測(cè)得的沸點(diǎn)就不是純樣品的沸點(diǎn)。4、實(shí)驗(yàn)測(cè)得的沸點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的沸點(diǎn)是否一致？答：不一致。因?yàn)橐后w的沸點(diǎn)是指液體的飽和蒸汽壓和外壓相等時(shí)的溫度，實(shí)驗(yàn)時(shí)的大氣壓 力與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓不同，所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的