深圳大学物理化学实验报告--双液系的气----液平衡相图--赖凯涛 张

深圳大学物理化学实验报告--双液系的气----液平衡相图--赖凯涛 张志诚 史炜 汤菲菲 -实习报告

实验者：赖凯涛 张志诚 史炜 汤菲菲

　

　 深圳大学物理化学实验报告

实验者:赖凯涛 实验时间：5月15日

气温：23.0℃ 大气压：100900Pa

实验六：双液系的气----液平衡相图

一：目的要求

1. 绘制在p下环已烷-乙醇双液系的气----液平衡图，了解相图和相率的基本概念
2. 掌握测定双组分液系的沸点的方法
3. 掌握用折光率确定二元液体组成的方法

二：仪器 试剂

恒沸点仪

精密温度计

调压变压器

阿贝折光仪

超级恒温水浴

量筒、漏斗

滴管、大烧杯

　

无水乙醇

环己烷

　

　

含环己烷各为10、30、50、70、90、95％（重量百分数）的乙醇溶液。（用棕色试剂瓶盛装）含环己烷各为 0%、20％、40％、60％、80％、100％的标准乙醇溶液。 （用白滴瓶盛装）

　

三：数据分析

双液系汽－液平衡相图

实验者

张志诚

实验时间

2000/15/5

室温 ℃

23.0

大气压Pa

100900

环己烷/乙醇标准溶液

浓度 ％

折光率

0

1.3620

10

1.3630

20

1.3635

30

1.3650

40

1.3675

50

1.3730

60

1.3655

70

1.3940

80

1.4210

90

1.4258

100

1.4260

　

拟合方程式参数

a

6.0E-07

b

6.0E-04

c

1.3601

环己烷 ％

0

10

30

50

70

90

95

100

沸点 ℃

77.40

73.20

67.20

64.30

63.70

64.90

79.40

79.80

气相折光率

1.3628

1.3722

1.3938

1.4010

1.4030

1.4195

1.4260

1.4261

液相折光率

1.3616

1.3639

1.3702

1.3819

1.4018

1.422

1.4265

1.4262

气相浓度

4

20

53

64

67

91

100

100

液相浓度

2

6

17

35

65

94

101

100

　

低恒沸溶液

沸点 ℃

组成 ％

64.1

67

　

四：实验讨论。

1. 在测定沸点时，溶液过热或出现分馏现象，将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。

2. 压力和温度的测量都有随机误差,试导出H的误差传递表达式.

   答：由H的定义式 H=U+PV 可得，

   → dH=dU+PdV+VdP

   → dH=(?u/?T)v dT+(?u/?V)TdV+pdV+Vdp

   → ΔVHm=(?u/?T)VΔT+VΔp

3. 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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　 深圳大学物理化学实验报告

实验者:张志诚 实验时间：5月15日

气温：23.0℃ 大气压：100900Pa

　

实验六：双液系的气----液平衡相图

一：目的要求

1. 绘制在p下环已烷-乙醇双液系的气----液平衡图，了解相图和相率的基本概念
2. 掌握测定双组分液系的沸点的方法
3. 掌握用折光率确定二元液体组成的方法

二：仪器 试剂

恒沸点仪

精密温度计

调压变压器

阿贝折光仪

超级恒温水浴

量筒、漏斗

滴管、大烧杯

　

无水乙醇

环己烷

　

　

含环己烷各为10、30、50、70、90、95％（重量百分数）的乙醇溶液。（用棕色试剂瓶盛装）含环己烷各为 0%、20％、40％、60％、80％、100％的标准乙醇溶液。 （用白滴瓶盛装）

　

　

双液系汽－液平衡相图

实验者

张志诚

实验时间

2000/15/5

室温 ℃

23.0

大气压Pa

100900

环己烷/乙醇标准溶液

浓度 ％

折光率

0

1.3620

10

1.3630

20

1.3635

30

1.3650

40

1.3675

50

1.3730

60

1.3655

70

1.3940

80

1.4210

90

1.4258

100

1.4260

　

拟合方程式参数

a

6.0E-07

b

6.0E-04

c

1.3601

环己烷 ％

0

10

30

50

70

90

95

100

沸点 ℃

77.40

73.20

67.20

64.30

63.70

64.90

79.40

79.80

气相折光率

1.3628

1.3722

1.3938

1.4010

1.4030

1.4195

1.4260

1.4261

液相折光率

1.3616

1.3639

1.3702

1.3819

1.4018

1.422

1.4265

1.4262

气相浓度

4

20

53

64

67

91

100

100

液相浓度

2

6

17

35

65

94

101

100

　

低恒沸溶液

沸点 ℃

组成 ％

64.1

67

实验讨论。

1. 在测定沸点时，溶液过热或出现分馏现象，将使绘出的相图图形发生变化？

   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。

2. 讨论本实验的主要误差来源。

答：本实验的主要来源是在于，给双液体系加热而产生的液相的组成并不固定，而是视加热的时间长短而定 因此而使测定的折光率产生误差。

　

三，被测体系的选择 本实验所选体系，沸点范围较为合适。由相图可知，该体系与乌拉尔定律比较存在严重偏差。作为有最小值得相图，该体系有一定的典型义意。但相图的液相较为平坦，再有限的学时内不可能将整个相图精确绘出。

　

四，沸点测定仪 仪器的`设计必须方便与沸点和气液两相组成的测定。蒸汽冷凝部分的设计是关键之一。若收集冷凝液的凹形半球容积过大，在客观上即造成溶液得分馏；而过小则回因取太少而给测定带来一定困难。连接冷凝和圆底烧瓶之间的连接管过短或位置过低，沸腾的液体就有可能溅入小球内；相反，则易导致沸点较高的组分先被冷凝下来，这样一来，气相样品组成将有偏差。在华工实验中，可用罗斯平衡釜测的平衡、测得温度及气液相组成数据，效果较好。

　

五，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，此法测量误差较大。

　

六，为什么工业上常生产95%酒精？只用精馏含水酒精的方法是否可能获得无水酒精？

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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　 深圳大学物理化学实验报告

　

实验者: 史炜 汤菲菲 实验时间: 2000/5/17

气温: 24.2 ℃ 大气压: 100.80 kPa

　

二组分固-液相图的绘制

1. 目的要求

1. 用热分析法测绘铅-锡二元金属相图，了解固-液相图的基本特点
2. 学会热电偶的制作，标定和测温技术
3. 掌握自动平衡记录仪的使用方法

　

1. 仪器与试剂

   自动平衡记录仪，热电偶，电炉，泥三角 ，坩锅钳，纯Sn、含Sn为20%、40%、60%、和80%的SnPb合金以及纯Pb（坩锅上的记号分别为1、2、3、4、5、6）

2. 实验数据及其处理

　

　

双液系汽－液平衡相图

实验者

史炜

汤菲菲

实验时间

5月17日

室温 ℃

24.2

大气压Pa

100800

　

　

　

　

环己烷/乙醇标准溶液

浓度 ％

折光率

0

1.3619

10

1.3631

20

1.3637

30

1.3658

40

1.3680

50

1.3725

60

1.3850

70

1.3940

80

1.4192

90

1.4255

100

1.3620

　

拟合方程式参数

a

6.0E-07

b

6.0E-04

c

1.3601

环己烷 ％

0

10

30

50

70

90

95

100

沸点 ℃

77.40

72.30

67.20

64.40

63.70

63.80

79.00

79.80

气相折光率

1.3623

1.3792

1.3900

1.3996

1.4035

1.4204

1.4224

1.4252

液相折光率

1.363

1.365

1.369

1.369

1.402

1.4241

1.4255

1.4252

气相浓度

4

31

48

62

68

92

95

99

液相浓度

5

8

15

15

66

97

99

99

　

　

　

　

4 实验讨论。

1. 在测定沸点时，溶液过热或出现分馏现象，将使绘出的相图图形发生变化？

   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。

2. 讨论本实验的主要误差来源。

答：本实验的主要来源是在于，给双液体系加热而产生的液相的组成并不固定，而是视加热的时间长短而定 因此而使测定的折光率产生误差。