二組分氣一液平衡相圖體系的選擇

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)二組分氣一液平衡相圖體系的選擇摘 要：考慮學(xué)生知識(shí)水平現(xiàn)狀和倡導(dǎo)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，用正丙醇代替環(huán)己烷，采用正丙醇乙醇體系做二組分氣液平衡相圖測(cè)繪實(shí)驗(yàn)，經(jīng)多次實(shí)操和歷屆學(xué)生實(shí)訓(xùn)驗(yàn)證，均得到了較好的二組分氣一液平衡相圖，是比較理想的選擇。關(guān)鍵詞：正丙醇 乙醇 氣液平衡 相圖 選擇1.引言高職院?；ゎ惛鲗I(yè)在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，二組分體系氣液平衡相圖的測(cè)繪是一個(gè)重要的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，學(xué)生經(jīng)過本項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)，能進(jìn)一步理解相律公式及相圖中點(diǎn)、線、面的意義，為后續(xù)學(xué)習(xí)精餾打下好的基礎(chǔ)；另

2、外這也是學(xué)生掌握阿貝折光儀基本操作的重要實(shí)訓(xùn)機(jī)會(huì)。在我院采用的高職高專“十一五”規(guī)劃教材物理化學(xué)中，二組分體系氣液平衡相圖的測(cè)繪采用的是環(huán)己烷乙醇體系，在實(shí)訓(xùn)過程中我們發(fā)現(xiàn)，這個(gè)體系有一些不足的地方：環(huán)己烷屬中等毒性類溶劑，但揮發(fā)性高，在實(shí)訓(xùn)過程中環(huán)己烷的刺激性氣味比較大，且它的脂溶性高，在人體內(nèi)可蓄積，特別是對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有毒性，實(shí)為高毒性物質(zhì)。近年來(lái)因普通高等院校的擴(kuò)招等原因，高職院校生源整體素質(zhì)下降。環(huán)己烷乙醇體系的相圖比較復(fù)雜，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)基本原理的理解和實(shí)訓(xùn)操作的把握有一定難度，描繪相圖有一定困難，很難達(dá)到實(shí)訓(xùn)目地。考慮上述情況，我們?cè)诙M分體系選擇上查閱了相關(guān)資料，做了一些調(diào)整：用正丙醇

3、替代環(huán)己烷，采用正丙醇乙醇體系。2.實(shí)驗(yàn)部分2.1儀器與試劑阿貝折光儀1臺(tái)，沸點(diǎn)儀1套，超級(jí)恒溫槽1臺(tái)，穩(wěn)流電源1臺(tái)，精密溫度計(jì)1支（50100，精確到0.01），25ml移液管1支，長(zhǎng)滴管2支，無(wú)水乙醇、正丙醇。2.2實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.2.1掌握用沸點(diǎn)儀測(cè)沸點(diǎn)的方法；2.2.2繪制常壓下正丙醇乙醇雙液系的沸點(diǎn)組成圖；2.2.3掌握阿貝折光儀的使用方法；2.2.4理解相圖中點(diǎn)、線、面的意義，了解精餾原理。2.3實(shí)驗(yàn)原理兩種液態(tài)物質(zhì)混合而成的二組分體系稱為雙液系。兩個(gè)組分若能按任意比互溶，則稱為完全互溶雙液系。液體的沸點(diǎn)是指液體的蒸氣壓與外壓相等時(shí)的溫度。在一定的外壓下，純液體的沸點(diǎn)有其確定值。但雙液

4、系的沸點(diǎn)不僅與外壓有關(guān)，而且與雙液系的組成有關(guān)。完全互溶的雙液系的沸點(diǎn)組成圖可分為三類：（1）混合物沸點(diǎn)介于兩純組分沸點(diǎn)之間（如圖（a）（2）混合物存在最高恒沸點(diǎn)（如圖（b）（3）混合物存在最低恒沸點(diǎn)（如圖（c）（a） （b） （c）環(huán)己烷乙醇相圖屬于第一種類型，相圖較復(fù)雜；而正丙醇乙醇體系相圖屬于第一種類型，相圖相對(duì)簡(jiǎn)單。預(yù)先測(cè)定一系列已知組成的標(biāo)準(zhǔn)溶液的折光率，繪制在一定溫度下該標(biāo)準(zhǔn)溶液的折光率組成曲線，作為標(biāo)準(zhǔn)曲線；然后采用回流冷凝法，以沸點(diǎn)儀餾出液的組成作為平衡時(shí)氣相組成y，以沸點(diǎn)儀中溶液的組成作為平衡時(shí)液相組成x，然后根據(jù)測(cè)定的氣相和液相的折光率在標(biāo)準(zhǔn)曲線上找到相對(duì)應(yīng)的平衡時(shí)氣液兩相

5、的組成，繪制待測(cè)體系的沸點(diǎn)組成圖。2.4實(shí)訓(xùn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理2.4.1標(biāo)準(zhǔn)溶液折光率的測(cè)定：在一定溫度下，純物質(zhì)具有一定的折光率，當(dāng)兩種物質(zhì)互溶形成溶液后，溶液的折射率與其組成有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2.4.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：根據(jù)表1繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1。2.4.3待測(cè)溶液的沸點(diǎn)及氣液兩相的折光率。利用阿貝折光儀測(cè)定待測(cè)溶液氣、液兩相的折光率，查詢標(biāo)準(zhǔn)曲線，確定其氣、液兩相組成。2.4.4沸點(diǎn)組成圖繪制：根據(jù)表2繪制出正丙醇乙醇雙液系氣液平衡相圖，如圖2。3.結(jié)語(yǔ)3.1正丙醇乙醇相比環(huán)己烷乙醇體系相圖，在要求和難度上有所降低，符合學(xué)生目前知識(shí)水平現(xiàn)狀，也改善了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，減少了有毒物質(zhì)對(duì)人體的危害。3

6、.2通過多次實(shí)操和歷屆學(xué)生實(shí)訓(xùn)驗(yàn)證，用正丙醇乙醇體系來(lái)做二組分氣一液平衡相圖實(shí)驗(yàn)是比較理想的選擇，學(xué)生一般都能得到理想的雙液系溫度組成圖，較好完成本項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)任務(wù)。3.3為保證標(biāo)準(zhǔn)曲線的準(zhǔn)確性和節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)溶液可由實(shí)驗(yàn)老師預(yù)先配制好。3.4考慮學(xué)生實(shí)操水平，我們?cè)谇懊娴奈锘瘜?shí)訓(xùn)項(xiàng)目中，開設(shè)了常用儀器操作技能訓(xùn)練，有針對(duì)性地用阿貝折光儀進(jìn)行了無(wú)水乙醇、正丙醇等樣品的折光率測(cè)定訓(xùn)練，學(xué)生在本次實(shí)訓(xùn)中，能熟練進(jìn)行測(cè)試，為相圖的測(cè)繪打下了好的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：1湯瑞湖，李莉主編.物理化學(xué).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.2侯德順，鐘紅梅.二元液系汽液平衡相圖測(cè)繪實(shí)驗(yàn)的探討j.高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2009（總第102期）.3張祝蓮，侯向陽(yáng).雙