史炜

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

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 掌握测定双组分液系的沸点的方法 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。

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。

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

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

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 掌握测定双组分液系的沸点的方法 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。

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。

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

目的要求 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 学会热电偶的制作，标定和测温技术 掌握自动平衡记录仪的使用方法

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）

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。

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。

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。

实验报告--液体的饱和蒸汽压的测定--史炜 汤菲菲

实验三 液体的饱和蒸汽压的测定

实验者:史炜 汤菲菲 实验时间:2000.4.19

气 温:24.0℃ 大气压：101.7kpa

目的要求 明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸气压和温度的关系棗克劳修斯-克拉贝龙方程式。 用等压计测定不同温度下苯的饱和蒸气压。初步掌握真空实验技术。 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点。 仪器与试剂

蒸气压力测定仪、旋片式真空泵、精密温度计、玻璃恒温水浴

一套、苯

实验步骤

准备工作。接通冷却水。认识系统中各旋塞的作用。开启进 气旋塞使系统与大气相通。 读取大气压力p0。以后每半小时读一次。 系统检漏。开启真空泵，2分钟后开启抽气旋塞，关闭进气旋塞，使系统减压至汞柱差约为500毫米，关闭抽气旋塞。系统若在5分钟之内汞柱差不变，则说明系统不漏气。 插上加热器、控制器、搅拌器的电源，开动搅拌器，打开控制器电源开关，调节温度控制旋钮至52℃ ，使水浴升温。 水浴温度升至52℃后，精确读取水浴温度。缓慢旋转进气旋塞，使平衡管中bc二液面等高，读取u形压差计左右两汞柱的高度。 分别测定52、56、60、65、70、73、76℃液体的饱和蒸汽压。 系统通大气，测定液体在当地大气压下的沸点。 实验完毕， 断开电源、水源。 数据记录

室温: 24.0 ℃

大气压p0: 101.7 、101.7 kpa

序号

1

2

3

4

5

6

7

h左mmhg

618.0

596.5

569.0

535.0

496.0

467.5

434.5

h右mmhg

185.0

199.0

239.0

276.5

319.5

350.0

387.0

t水浴℃

51.80

56.00

59.80

64.60

69.70

72.30

75.95

数据处理

h左(mmhg)

h右(mmhg)

δh(mmhg)

δh(pa)

p*(pa)

lnp*

t水浴 (℃)

1/t

1

618.0

185.0

433.0

57728.6

43971.4

10.6913

51.80

0.019305

2

596.5

199.0

397.5

52995.6

48704.4

10.79352

56.00

0.017857

3

569.0

239.0

330.0

43996.4

57703.6

10.96308

59.80

0.016722

4

535.0

276.5

258.5

34463.8

67236.2

11.11597

64.60

0.015480

5

496.0

319.5

176.5

23531.4

78168.6

11.26662

69.70

0.014347

6

467.5

350.0

117.5

15665.4

86034.6

11.36251

72.30

0.013831

7

434.5

387.0

47.5

6332.8

95367.2

11.46549

75.95

0.013167

p*-t图

lnp*–(1/t)图

趋势图

上图，黄线为lnp*–(1/t)曲线的趋势线，是一条直线，其方程为

lnp*=?/font>128.83(1/t)+13.132

由上图得：斜率k=?/font>128.83

所以 δvhm= –k*r=128.83*8.314=1071j/mol=1.07kj/mol

当p*等于一个标准大气压，即p*=101325pa时，苯的正常沸点为

t=128.83/(13.132–ln101325)=80.2℃

而苯的沸点的文献值为80.1℃

实验时大气压为101.7kpa，苯的沸点为

t=128.83/(13.132–ln101700)=80.4℃

而实验测得的沸点为80.50℃。

实验思考题

一、压力和温度的测量都有随机误差，试导出δvhm的误差传递表达式。

答：p*=p大气–(p左–p右)

因为lnp*=(–δvhm)/rt+c (c为积分常数)

所以δvhm=rt*(c–lnp*)

ln(δvhm)=lnr+lnt+ln(c–lnp*)

d ln(δvhm)=dlnt+dln(c–lnp*)

d(δvhm)/ δvhm=dt/t+d(c–lnp*)/ (c–lnp*)

所以误差传递公式为

δ(δvhm)/ δvhm=δt/t+δ(c–lnp*)/(c–lnp*)

二、用此装置，可以很方便地研究各种液体，如苯、二氯乙烯、四氯化碳、水、正丙醇、丙酮和乙醇等，这些液体中很多是易燃的，在加热时应该注意什么问题？

答：应注意远离火源，加热时温度不能过高，测蒸气压时压力不能过低等。