双液系气液平衡相图

1思考题讲解2实验重难点

双液系气液平衡相图一 实验背景 二 实验目的及要求 三 实验重难点 四 重点仪器讲解 五 操作注意事项 六 思考题讲解

西南大学化学化工学院

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一实验背景 相平衡研究对生产和科学研 究有重大的实际意义。例如，化 工生产过程的分离操作，常会遇 到各种相变化过程如蒸发，冷凝 等，这些过程涉及到不同相之间 的物质传递。 相平衡研究是选择分离方法， 设计分离装置，实现最佳操作 的理论依据。

图-1 化工生产车间

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二 实验目的及要求 1. 绘制在平衡压力(pΘ)下环己烷-乙醇双液 系的气-液平衡相图 2. 掌握相图的基本知识,了解相图和相律的基本 概念。 3. 掌握测定双组分液体的沸点及校正常压沸点的 方法。 4. 掌握阿贝折光仪的操作方法和确定二元液体 组成的方法。 目录

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三 实验重难点 实验重点：1、掌握本实验的基本原理。 实验重点 2、掌握实验中用到仪器的操作方法，并能熟练 使用。 3、了解实验中的注意事项并能解释为什么。 实验难点： 实验难点：1、相图和相律的概念以及数据处理。 2、对影响实验结果的关键操作的控制。 3、误差分析。

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四 重点仪器讲解 1沸点仪

图-2 (1)沸点仪结构示意图 )

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图-2(2)沸点仪实物图 ( )

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2阿贝折光仪

图3(1)阿贝折光仪的结构示意图 ( )

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图-3(2)阿贝折光仪外形图 ( )

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五 操作注意事项 1.测定折光率时，动作应迅速，以避免样品中易挥 发组元损失，确保数据准确； 2.电热丝一定要被溶液浸没后方可通电加热，否则 电热丝易烧断或燃烧着火； 3.注意一定要先加溶液，再加热；取样时，应注意 切断加热丝电源； 4.每种浓度样品其沸腾状态应尽量一致。即气泡 “连续”、“均匀”、冒出为好，不要过于激烈也 不要过于慢。测定纯环己烷、纯乙醇沸点时必须保 证沸点以内干燥； 5.先开通冷却水，然后开始加热,系统真正达到平 衡后，停止加热，稍冷却后方可取样分析。 目录

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六 思考题讲解 1. 在测定沸点时，溶液过热或出现分馏现象，将 在测定沸点时，溶液过热或出现分馏现象， 使绘出的相图图形发生什么变化？ 使绘出的相图图形发生什么变化？ 答：当溶液出现过热或出现分馏现象，会使测 沸点偏高，所以绘出的相图图形向上偏移。

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为什么工业上常产生95 酒精？ 95% 2. 为什么工业上常产生95%酒精？只用精馏 含水酒精的方法是否可能获的无水酒精？ 含水酒精的方法是否可能获的无水酒精？ 答：因为种种原因在此条件下，蒸馏所得产物只能 得95%的酒精。不可能只用精馏含水酒精的方法获 得无水酒精，95%酒精还含有5%的水，它是一个 沸点

为的共沸物，在沸点时蒸出的仍是同样比例的 组分，所以利用分馏法不能除去5%的水。工业上 无水乙醇的制法是先在此基础上加入一定量的苯， 再进行蒸馏。

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试设计其它方法用以测定气、液两相组成， 3. 试设计其它方法用以测定气、液两相组成，并 讨论其优缺点。 讨论其优缺点。 答：组成测定 可用相对密度或其他方法测定，但折 光率的测定快速简单，特别是需要样品少，但为了 减少误差，通常重复测定三次。当样品的折光率随 组分变化率较小时，此法测量误差较大。

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4.

讨论压力-组成相图和温度-组成相图的关系。 讨论压力-组成相图和温度-组成相图的关系。

答：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，所的图形成为双液系温度-组 成相图，而在一定温度下绘制的就为压力-组成相 图。

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5.

试推导沸点的压力校正公式。 试推导沸点的压力校正公式。

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6. 讨论本实验的主要误差来源。 讨论本实验的主要误差来源。 答：本实验的主要来源：给双液体系加热而产生 的液相的组成并不固定，而且加热的时间长短不 十分固定，因此而使测定的折光率产生误差。另 外，温度计水银球的位置并不固定，有时比较靠 近电热丝，测得的温度稍微偏高。

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7为什么沸点测定仪的电流要经过变压器和粗导线通 过浸于溶液中的电热丝？ 过浸于溶液中的电热丝？ 答：这样既可以减少溶液沸腾时的过热现象，还能防 止暴沸。 8沸点仪小玻璃管的作用? 沸点仪小玻璃管的作用? 答：小玻璃管有利于降低周围环境对温度计读数 可能造成的波动。 9本实验选用环己烷和乙醇的原因？ 本实验选用环己烷和乙醇的原因？ 答：因为两者折光率相差颇大，而折光率测定又只需要 少量样品，所以，可以用折光—组成工作曲线来测定平 衡体系的两相组成。