文档介绍:双液系沸点-组成图测绘试验汇报
试验时间: 4月15日
学号: 112970
一、 目要求
1.测定对应组成时沸点并制作常压下环已烷—无水乙醇双液系平衡相图。
2.从沸点组成图了解分馏原理。
3.了解沸点测定技术, 掌握两组分液体沸点测定方法。
4.掌握折光率与组成关系及阿贝折光仪测量原理和使用方法。
二.试验原理
1、 由液态物质混合而成二组分系统称为双液系统。若两液体能以任意百分比互溶, 称其为完全互溶双液系, 若两液体只能部分互溶, 称其为部分互溶双液系。
一个完全互溶二元体系, 两个纯液体组分在全部组成范围内完全互溶。在定压下, 完全互溶二元体系沸点—组成图可分为三类, 。
, 如苯一甲苯体系;
, 如环己烷-乙醇体系;
, 如丙酮—氯仿体系。
下面以a为例, 简单说明绘制沸点-组成图原理。加热总组成为x1溶液, 体系温度上升, 达液相线上1点时溶液开始沸腾, 组成为x2气相开始生成, 但气相量极少, 趋于0, x1、 x2二点代表示到平衡时液、 气两相组成。继续加热, 气相量逐步增多, 沸点继续上升, 气、 液二相组成份别在气相线和液相线上改变, 当达某温度(如2点)并维持温度不变时, 则x3、 x4为该温度下液、 气两相组成, 气相、 液相量之比按杠杆规则确定。从相律f = c - p +2可知: 当外压恒定时,
在气、 液两相共存区域自由度等于1; 当温度一定时, 则气、 液两相组成也就确定, 总组成一定, 由杠杆规则可知两相量之比也已确定。所以, 在一定试验装置中, 全回流加热溶液, 在总组成、 总量不变时, 当气相量与液相量之比也不变时(达气-液平衡), 则体系温度也就恒定。分别取出气、 液两相样品, 分析其组成, 得到该温度下气、 液两相平衡时各相组成。改变溶液总组成, 得到另一温度下气、 液两相平衡时各相组成。测得溶液若干总组成下气液平衡温度及气、 液相组成, 分别将气相点用线连接即为气相线, 将液相点用线连接即为液相线, 得到沸点-组成图。
气相、 液相成份分析采取折光率法: 折光率是物质一个特征数值, 它与物质浓度及温度相关, 所以在测量物质折光率时要求温度恒定。溶液浓度不一样、 组成不一样, 折光率也不一样。所以可先配制一系列已知组成溶液, 绘出折光率-组成(n-x)等温线, 方法是在定温下测定已知多种组成(x)折光率(n), 绘出n-x等温线。对于未知组成样品, 取出各相样品后, 快速测出该温度下折光率(n), 便能够从n-x线查出其对应组成。
2、 阿贝折光仪原理
它关键部分为两块直角棱镜PI, PII, 棱镜PI粗糙表面 , 用于装待测液体并使在PI、 PII间铺成一簿层。光线从反射镜射入棱镜PI后, 因为 面是粗糙毛玻璃而发生漫射, 从多种角度透过缝隙被测液体; 进入棱镜PII中, 由前所知, 从各个方向进入棱镜PII光线均产生折射, 而其折射角都落在临界角rc之内(因为棱镜折射率大于液体折射率, 所以人射角从 到 全部光线都能经过棱镜而发生折射)。含有临界角rc光线穿出棱镜PII后射于目镜上, 此时若