實(shí)驗(yàn)二完全互溶雙液系平衡相圖-2015級(jí)藥學(xué)

實(shí)驗(yàn)二

完全互溶雙液系的平衡相圖趙靜化學(xué)教研室實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵罄L制常壓下環(huán)己烷-乙醇雙液系的沸點(diǎn)-組成的相圖，并找出恒沸點(diǎn)混合物的組成和最低恒沸點(diǎn)掌握阿貝折射儀的使用方法實(shí)驗(yàn)原理二組分體系的相數(shù)與自由度f(wàn)=K-+2=2-+2

=4-單相三變量體系兩相平衡二變量體系三相共存單變量體系

當(dāng)

=1f=3當(dāng)

=2當(dāng)

=3f=2f=1四相共存無(wú)變量體系f=0當(dāng)

=4環(huán)己烷-乙醇雙液系

=1，則

f=3變量：T，p和組成x需用三個(gè)坐標(biāo)的立體圖表示保持一個(gè)變量為常量，相圖仍用平面圖表示

f*=K-+1=3-T不變，得p-x圖p不變，得T-x圖實(shí)驗(yàn)原理雙液體系完全互溶體系部分互溶體系完全不互溶體系理想的非理想的實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理-理想的完全互溶雙液體系相圖能按任意比例互溶，且體系中的每個(gè)組分都服從拉烏爾定律xB,

yB氣相區(qū)(氣相線)露點(diǎn)線(液相線)泡點(diǎn)線液相區(qū)實(shí)驗(yàn)原理-非理想的完全互溶雙液體系相圖正偏差體系的總蒸氣壓和蒸氣分壓的實(shí)驗(yàn)值均大于拉烏爾定律的計(jì)算值，稱為發(fā)生了“正偏差”負(fù)偏差體系的總蒸氣壓和蒸氣分壓的實(shí)驗(yàn)值均小于拉烏爾定律的計(jì)算值，稱為發(fā)生了“負(fù)偏差”實(shí)驗(yàn)原理-非理想的完全互溶雙液體系相圖產(chǎn)生偏差的原因分子環(huán)境發(fā)生變化，分子間作用力改變而引起揮發(fā)性的改變同類分子間引力>異類分子間引力混合后作用力揮發(fā)性產(chǎn)生偏差正實(shí)驗(yàn)原理-非理想的完全互溶雙液體系相圖產(chǎn)生偏差的原因由于混合后分子發(fā)生締合或解離現(xiàn)象引起揮發(fā)性改變解離度增加或締合度減少蒸氣壓產(chǎn)生偏差正實(shí)驗(yàn)原理-非理想的完全互溶雙液體系相圖產(chǎn)生偏差的原因由于混合后二組分生成化合物引起揮發(fā)性改變蒸氣壓產(chǎn)生偏差負(fù)一般偏差體系的總蒸氣壓總是介于兩純組分蒸氣壓之間，但正負(fù)偏差都不是很大的體系實(shí)驗(yàn)原理-非理想的完全互溶雙液體系相圖氣液液氣實(shí)驗(yàn)原理-非理想的完全互溶雙液體系相圖最大負(fù)偏差存在一個(gè)最小蒸氣壓值，比兩個(gè)純液體的蒸氣壓都小，混合物存在著最高沸點(diǎn)液氣實(shí)驗(yàn)原理-非理想的完全互溶雙液體系相圖最大正偏差存在一個(gè)最大蒸氣壓值，比兩個(gè)純液體的蒸氣壓都大，混合物存在著最低沸點(diǎn)T1xB環(huán)己烷-乙醇雙液系氣液液氣實(shí)驗(yàn)原理-非理想的完全互溶雙液體系相圖繪制溫度-組成圖沸點(diǎn)相應(yīng)的氣、液二相的組成環(huán)己烷－乙醇沸點(diǎn)儀折光率法測(cè)定實(shí)驗(yàn)原理-非理想的完全互溶雙液體系相圖折光率是物質(zhì)的一個(gè)特征數(shù)值，它與物質(zhì)的濃度及溫度有關(guān)，因此在測(cè)量物質(zhì)的折光率時(shí)要求溫度恒定溶液的濃度不同、組成不同，折光率不同可配制一系列已知組成的溶液，在恒定溫度下測(cè)其折光率，作出折光率－組成工作曲線，可通過(guò)測(cè)折光率的在工作曲線上找出未知溶液的組成儀器-阿貝折射儀的構(gòu)造目鏡消色散手柄反射鏡閉合旋鈕遮光板旋轉(zhuǎn)手輪刻度盤聚光鏡儀器-阿貝折射儀的使用方法一、清潔移去擦鏡紙清潔棱鏡表面二、加樣松開閉合旋鈕，用干凈試管將待測(cè)液滴加在棱鏡表面，并將棱鏡蓋蓋上，用閉合旋鈕鎖緊打開遮光板，合上反射鏡三、粗調(diào)調(diào)節(jié)目鏡，使視場(chǎng)準(zhǔn)絲最清晰轉(zhuǎn)動(dòng)手輪調(diào)節(jié)，直至觀察到視場(chǎng)中出現(xiàn)彩色光帶或黑白臨界線為止儀器-阿貝折射儀的使用方法四、消色散轉(zhuǎn)動(dòng)消色散手柄，使分界線不帶任何彩色，使視場(chǎng)內(nèi)呈現(xiàn)一個(gè)清晰的明暗臨界線儀器-阿貝折射儀的使用方法五、精調(diào)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使臨界線正好處在X形準(zhǔn)絲交點(diǎn)上，若此時(shí)又呈微色散，必須重調(diào)消色散手柄，使臨界線明暗清晰儀器-阿貝折射儀的使用方法六、讀數(shù)讀數(shù)前先調(diào)節(jié)刻度盤聚光鏡，使光線射入然后從目鏡中讀出標(biāo)尺上相應(yīng)的示值為減少偶然誤差，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，重復(fù)測(cè)定三次，三個(gè)讀數(shù)相差不能大于0.0002，然后取其平均值儀器-阿貝折射儀的使用方法儀器-阿貝折射儀的使用方法七、儀器校正折射儀的刻度盤上的標(biāo)尺的零點(diǎn)有時(shí)會(huì)發(fā)生移動(dòng)，須加以校正校正的方法是用一種已知折光率的標(biāo)準(zhǔn)液體(一般是用純水)，按上述方法進(jìn)行測(cè)定，將平均值與標(biāo)準(zhǔn)值比較，其差值即為校正值1.環(huán)己烷－乙醇溶液折光率與組成工作曲線的測(cè)定測(cè)定折射率與組成的關(guān)系，繪制工作曲線。將9支小試管編號(hào)，依次移入0.100mL、0.200mL、???、0.900mL的環(huán)己烷，然后依次加入0.900mL、0.800mL、???0.100mL的無(wú)水乙醇，輕輕搖動(dòng)，混合均勻，配成9份已知濃度的溶液實(shí)驗(yàn)步驟1.環(huán)己烷－乙醇溶液折光率與組成工作曲線的測(cè)定用阿貝折射儀測(cè)定每份溶液的折射率及純環(huán)己烷和純無(wú)水乙醇的折射率以折射率對(duì)濃度作圖(按純樣品的密度，換算成質(zhì)量分?jǐn)?shù))，得工作曲線P219:rt=r0+10-3a(t–t0)+10-6b(t–t0)2+10-9g(t–t0)3r0為t=0oC時(shí)的密度，乙醇特殊為25oC質(zhì)量分?jǐn)?shù)=w(乙醇)w(總)=r(乙醇)?V(乙醇)r(乙醇)?V(乙醇)

+

r(環(huán)己烷)?V(環(huán)己烷)2.測(cè)定環(huán)己烷-乙醇體系的沸點(diǎn)與組成的關(guān)系沸點(diǎn)與折射率的測(cè)定方法

將沸點(diǎn)儀洗凈并干燥→側(cè)管加入待測(cè)溶液→溫度計(jì)浸入液體→冷凝管通水→調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)碾妷?約12V)加熱液體→將沸點(diǎn)儀中小槽中里氣相冷凝液吸出重新加入蒸餾瓶(重復(fù)三次)→待溫度計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定(1-2min)→記下溫度計(jì)的讀數(shù)→從小槽中取出氣相冷凝液(先)→迅速測(cè)定折光率→從側(cè)管處吸出少許液相(后)→迅速測(cè)定折光率→將冷凝液滴回蒸餾瓶→切斷電源(最后一次測(cè)量)2.測(cè)定環(huán)己烷-乙醇體系的沸點(diǎn)與組成的關(guān)系測(cè)定環(huán)己烷-乙醇體系的沸點(diǎn)與折射率右半部沸點(diǎn)-組成關(guān)系的測(cè)定取20.0mL無(wú)水乙醇加入沸點(diǎn)儀中→加入環(huán)己烷0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、4.0mL、14.0mL→測(cè)定沸點(diǎn)及氣、液相組分折射率2.測(cè)定環(huán)己烷-乙醇體系的沸點(diǎn)與組成的關(guān)系測(cè)定環(huán)己烷-乙醇體系的沸點(diǎn)與折射率左半部沸點(diǎn)-組成關(guān)系的測(cè)定取25.0mL環(huán)己烷加入沸點(diǎn)儀中→加入乙醇0.1mL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、1.0mL、5.0mL→測(cè)定沸點(diǎn)及氣、液相組分折射率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理-繪制工作曲線水的折射率(查表)：1.3323(27.5oC)水的折射率(測(cè)試)：1.3318(27.5oC)n校正值=-0.00051.校正折率儀2.制作乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)折光率工作曲線數(shù)據(jù)中需包括：乙醇、環(huán)己烷的加入體積，乙醇密度的計(jì)算，環(huán)己烷密度的計(jì)算，乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，水折光率的測(cè)定值、折光率的標(biāo)準(zhǔn)值、計(jì)算折光儀的校正值第一步打開Excel，在前兩行輸入乙醇和環(huán)己烷的加入體積，計(jì)算混合溶液乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(在對(duì)應(yīng)位置輸入“函數(shù)”，求出一個(gè)后，可用拖動(dòng)求出其他值)，接下來(lái)輸入對(duì)應(yīng)的折光率測(cè)定值，進(jìn)而求得折光率的校正值(在對(duì)應(yīng)位置輸入“函數(shù)”，求出一個(gè)后，可用拖動(dòng)求出其他值)第二步選中乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)和折光率校正值兩欄數(shù)據(jù)，插入圖表-“散點(diǎn)圖”，去除網(wǎng)格線，添加標(biāo)題和x、y軸單位(布局：圖表標(biāo)題-坐標(biāo)軸標(biāo)題)第三步選中數(shù)據(jù)點(diǎn)添加趨勢(shì)線(布局：其它趨勢(shì)線選項(xiàng)：多項(xiàng)式[順序：2]，顯示公式，R2值)2.制作乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)折光率工作曲線為方便起見，建議換一張新的工作表，根據(jù)測(cè)定的每組未知雙液系的氣相和液相折光率值，利用工作曲線求出其組成3.算出未知雙液系的組成4.繪出氣相與液相的沸點(diǎn)-組成(T-X)平衡相圖將結(jié)果按乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)大小重新排列，氣相和液相各一列，其對(duì)應(yīng)的沸點(diǎn)一列選中氣、液相組成與對(duì)應(yīng)沸點(diǎn)選擇“插入”中的“圖表”-中的“XY散點(diǎn)圖”，選擇帶平滑線和數(shù)據(jù)標(biāo)記的散點(diǎn)圖在其中任意一條線，點(diǎn)右鍵，“選擇數(shù)據(jù)”，“編輯”系列名稱、X軸系列值、X軸系列值，“確定”在