实验28 双液系气－液平衡相图 28.1 实验目的 （1）掌握用折射率确定二元液体组成的方法。 （2）掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法。 （3）绘制在Pθ下乙酸乙酯－乙醇双液系的气－液平衡 相图，了解相图和相律的基本概念。
28.2 实验原理 液体的沸点是指液体的蒸气压和外压相等时的温度，在一定的外压下，纯液体的沸点有确定值。 两种在常温时为液态的物质混合起来而成的二组分体系称为双液系，对于双液系，沸点不仅与外压有关，而且还和双液系的组成有关。 在一般情况下，双液系蒸馏时气相组成和液相组成不相同。 折射率是物质的一个特征数值，溶液的折射率与组成有关，因此，测定一系列已知浓度溶液折射率，作出在一定温度下该溶液的折射率－组成工作曲线，就可按内描法得到这种未知溶液的组成。
物质的折射率与温度有关，温度系数大多数为-0 物质的折射率与温度有关，温度系数大多数为-0.0004K－1。将双液系的沸点对气相、液相组成作图，称双液平衡相图。 双液平衡相图有以下三种情况：
28.3 实验步骤 1. 安装沸点仪，见图： 2. 倒入乙醇溶液，校正温度计及折光仪。 3. 测定： 1）用漏斗从支管加入约30mL试液。 2）接通冷凝水和电源，注意不要短路，调节电压到10V左右，当液体沸腾后，再调节电压和水流量，使蒸气在冷凝管中回流的高度一定（约2cm）。温度稳定后记下沸点，取球室内样品（气相）约需0.3mL。 3）测定气相样品的折射率，每个样品读数2～3次，取平均值。
4. 测毕，将沸点仪内溶液倒回原瓶（注意不要倒错），并用数滴丙酮将折光仪棱镜面洗涤吹干。 5. 按上述步骤完成对乙醇、乙酸乙酯、1＃、2＃、……8＃的测定。 实验装置示意图
28.4 注意事项 （1）不要用水洗玻璃仪器及折光仪，用吸耳球吹干。 （2）加热时小心短路，电压在10V左右。 （3）取样后立刻盖上橡皮塞。 （4）倒入沸点仪溶液的量要浸没发热丝。
28.5 问题讨论 （1）绘制工作曲线的目的是什么？ （2）如何判断气、液两相是否处于平衡？ （3）测定溶液的沸点和气、液二相组成时，是否要把沸 点仪每次都烘干？ （4）试分析产生实验误差的主要原因。
28.6 参考答案 （1）绘制工作曲线的目的是什么？ 答：通过曲线找出未知混合物对应的恒沸点以及确定恒沸组成。
（2）如何判断气、液两相是否处于平衡？ 答：观察温度计读数是否在短时间内稳定不变，或气相取液槽已回流满或蒸气在冷凝管中回流的高度一定（约2cm），均可以认为气、液两相处于平衡。
（3）测定溶液的沸点和气、液二相组成时，是否要把沸点仪每次都烘干？ 答：不需要，因为后面还要测沸点和组分，所以不需要烘干沸点仪，只需吹干就可以。
（4）试分析产生实验误差的主要原因。 答：样品转移不迅速；观测折光仪读数，产生的误差；仪器未校准；样品滴在折光仪上不快速盖上。 温度计的插入深度、沸腾的程度。