二組分合金相圖實驗裝置圖

A. 誰有「二組分氣液平衡相圖的測定實驗報告」範文推薦一下 要盡量完整

完全互溶雙液系氣液平衡相圖的繪制

報告人： 同組人： 實驗時間2010年05月24日

一．實驗目的
1．測定常壓下環己烷－乙醇二元系統的氣液平衡數據，繪制沸點－組成相圖。
2．掌握雙組分沸點的測定方法，通過實驗進一步理解分餾原理。
3．掌握阿貝折射儀的使用方法。

二．實驗原理
兩種液體物質混合而成的兩組分體系稱為雙液系。根據兩組分間溶解度的不同，可分為完全互溶、部分互溶和完全不互溶三種情況。兩種揮發性液體混合形成完全互溶體系時，如果該兩組分的蒸氣壓不同，則混合物的組成與平衡時氣相的組成不同。當壓力保持一定，混合物沸點與兩組分的相對含量有關。
恆定壓力下，真實的完全互溶雙液系的氣－液平衡相圖（T－x），根據體系對拉烏爾定律的偏差情況，可分為三類：
（1）一般偏差：混合物的沸點介於兩種純組分之間，如甲苯－苯體系，如圖1(a)所示。
（2）最大負偏差：混合物存在著最高沸點，如鹽酸－水體系，如圖1 (b)所示。
（3）最大正偏差：混合物存在著最低沸點，如正丙醇—水體系，如圖1(c)）所示。

圖1 完全互溶雙液系的相圖
對於後兩種情況，為具有恆沸點的雙液系相圖。它們在最低或最高恆沸點時的氣相和液相組成相同，因而不能象第一類那樣通過反復蒸餾的方法而使雙液系的兩個組分相互分離，而只能採取精餾等方法分離出一種純物質和另一種恆沸混合物。
為了測定雙液系的T－x相圖，需在氣－液平衡後，同時測定雙液系的沸點和液相、氣相的平衡組成。
本實驗以環己烷－乙醇為體系，該體系屬於上述第三種類型，在沸點儀（如圖2）中蒸餾不同組成的混合物，測定其沸點及相應的氣、液二相的組成，即可作出T－x相圖。
本實驗中兩相的成分分析均採用折光率法。 圖2
折光率是物質的一個特徵數值，它與物質的濃度及溫度有關，因此在測量物質的折光率時要求溫度恆定。溶液的濃度不同、組成不同，折光率也不同。因此可先配製一系列已知組成的溶液，在恆定溫度下測其折光率，作出折光率－組成工作曲線，便可通過測折光率的大小在工作曲線上找出未知溶液的組成。

三．儀器與試劑
沸點儀，阿貝折射儀，調壓變壓器，超級恆溫水浴，溫度測定儀，長短取樣管。
環己烷物質的量分數x環己烷為0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0的環己烷－乙醇標准溶液，各種組成的環己烷－乙醇混和溶液。

四．實驗步驟：
1．環己烷－乙醇溶液折光率與組成工作曲線的測定
調節恆溫槽溫度並使其穩定，阿貝折射儀上的溫度穩定在某一定值，測量環己烷－乙醇標准溶液的折光率。為了適應季節的變化，可選擇若干溫度測量，一般可選25℃、30℃、35℃三個溫度。
2．測定待測溶液沸點和折光率
（1）無水乙醇沸點的測定
將乾燥的沸點儀安裝好。從側管加入約20mL無水乙醇於蒸餾瓶內，並使感測器（溫度計）浸入液體內。冷凝管接通冷凝水。按恆流源操作使用說明，將穩流電源調至1.8-2.0A，使加熱絲將液體加熱至緩慢沸騰。液體沸騰後，待測溫溫度計的讀數穩定後應再維持3～5min以使體系達到平衡。在這過程中，不時將小球中凝聚的液體傾入燒瓶。記下溫度計的讀數，即為無水乙醇的沸點，同時記錄大氣壓力。
（2）測定系列濃度待測溶液的沸點和折光率
同（1）操作，從側管加入約20mL預先配製好的1號環己烷－乙醇溶液於蒸餾瓶內，並使感測器（溫度計）浸入溶液內,將液體加熱至緩慢沸騰。因最初在冷凝管下端內的液體不能代表平衡氣相的組成，為加速達到平衡，須連同支架一起傾斜蒸餾瓶，使小槽中氣相冷凝液傾回蒸餾瓶內，重復三次（注意：加熱時間不宜太長，以免物質揮發），待溫度穩定後，記下溫度計的讀數，即為溶液的沸點。
切斷電源，停止加熱，分別用吸管從小槽中取出氣相冷凝液、從側管處吸出少許液相混液，迅速測定各自的折光率。剩餘溶液倒入回收瓶。
按1號溶液的操作，依次測定2、3、4、5、6、7、8號溶液的沸點和氣－液平衡時的氣，液相折光率。
（3）環己烷沸點的測定
同（1）操作，測定環己烷的沸點。測定前應注意，必須將沸點儀洗凈並充分乾燥。

五．實驗結果與數據處理

恆溫槽溫度： 29.15 ℃ 大氣壓： 97.40 kPa
環己烷沸點：76.1 ℃ 無水乙醇沸點 79.2℃

表1 環己烷－乙醇標准溶液的折光率
x環己烷 0 0.25 0.5 0.75 1.0
折光率 1.3475 1.3658 1.3854 1.4075 1.4280

表2 環己烷－乙醇混和液測定數據
混和液編號 混合液近似組成x環己烷 沸點/℃ 液相分析 氣相冷凝分析
折光率 x環己烷 折光率 y環己烷
1 74.6 1.3575 0.1215 1.3631 0.2256
2 71.1 1.3605 0.1678 1.3745 0.3589
3 64.8 1.3730 0.3205 1.3838 0.4568
4 63.8 1.3863 0.5012 1.3950 0.6007
5 62.5 1.3965 0.6105 1.3975 0.6322
6 62.6 1.4021 0.6859 1.4005 0.6689
7 69.7 1.4175 0.8803 1.4085 0.7602
8 72.5 1.4218 0.9287 1.4107 0.8009

1．作出環己烷－乙醇標准溶液的折光率－組成關系曲線。

2．根據工作曲線插值求出各待測溶液的氣相和液相平衡組成，填入表中。以組成為橫軸，沸點為縱軸，繪出氣相與液相的沸點－組成(T-x)平衡相圖。

3．由圖找出其恆沸點及恆沸組成。
答：由圖知：恆沸點為62.5℃，恆沸點組成為x環己烷=0.57

六．注意事項

1．加熱電阻絲一定要被欲測液體浸沒，否則通電加熱時可能會引起有機液體燃燒；所加電壓不能太大，加熱絲上有小氣泡逸出即可。
2．取樣時，先停止通電再取樣。
3．每次取樣量不宜過多，取樣管一定要乾燥，不能留有上次的殘液，氣相部分的樣品要取干凈。
4．阿貝折射儀的棱鏡不能用硬物觸及（如滴管），擦拭棱鏡需用擦鏡紙

七．思考題
1．取出的平衡氣液相樣品，為什麼必須在密閉的容器中冷卻後方可用以測定其折射率？
答：因為過熱時將導致液相線向高溫處移動，氣相組分含有的易揮發成份偏多，該氣相點會向易揮發組分那邊偏移。所以要在密閉容器中冷卻。
2．平衡時，氣液兩相溫度是否應該一樣，實際是否一樣，對測量有何影響？
答：不一樣，由於儀器保溫欠佳，使蒸氣還沒有到達冷凝小球就因冷凝而成為液相。
3．如果要測純環己烷、純乙醇的沸點，蒸餾瓶必須洗凈，而且烘乾，而測混合液沸點和組成時，蒸餾瓶則不洗也不烘，為什麼?
答：測試純樣時，如沸點儀不幹凈，所測得沸點就不是純樣的沸點。測試混合樣時，其沸點和氣、液組成都是實驗直接測定的，繪制圖像時只需要這幾個數據，並不需要測試樣的准確組成，也跟式樣的量無關。
4．如何判斷氣－液已達到平衡狀態？討論此溶液蒸餾時的分離情況？
答：當溫度計讀數穩定的時候表示氣－液已達到平衡狀態；
5．為什麼工業上常產生95％酒精？只用精餾含水酒精的方法是否可能獲的無水酒精？
答：因為種種原因在此條件下，蒸餾所得產物只能得95%的酒精。不可能只用精餾含水酒精的方法獲得無水酒精，95%酒精還含有5%的水，它是一個沸點為的共沸物，在沸點時蒸出的仍是同樣比例的組分，所以利用分餾法不能除去5%的水。工業上無水乙醇的製法是先在此基礎上加入一定量的苯，再進行蒸餾。

B. 怎樣畫化學實驗裝置圖

ChemDraw是全球領先來的科學繪圖工具。它自不僅使用簡便、輸出質量高，並且結合了強大的化學智能技術，集成ChemOffice 套件和許多第三方產品，受到成千上萬用戶的喜愛。用它畫化學實驗裝置圖的步驟如下：

在ChemDraw中繪制裝置圖的具體步驟：

步驟一 打開ChemDraw的界面。

步驟二 選擇工具欄中的「刻章」按鈕，出現如下圖子菜單：

ChemDraw刻章分類下的Clipware，part 2組件

步驟五 通過選中組件進行大小和位置的調整組成裝置圖。

以上就是介紹的在ChemDraw中繪制裝置圖的教程，其實很簡單，只要選對相應的裝置，然後拖到適當位置即可。

C. 二組分合金體系液固平衡相圖的繪制為什麼會發生過冷現象

這就說明這一合金的兩個組元金屬具有相同的晶型結構,
半徑相似,熔點相近~

D. 怎麼用ORIGIN繪制二組分金屬相圖

1. 雙擊桌面中的Origin8圖標，打開軟體程序。

2. 彈出對話框： 選擇後點擊OK進入操作界面；

3. 右鍵點擊灰色區域如圖，選擇」AddNewColumn」新建兩列C(Y),D(Y)；

4. 雙擊C（Y）彈出對話框，選擇PlotDesignation>將Y變成X；

5. 將實驗數據溫度點輸入到Y1和Y2兩列，在將氣相和液相的組分比例值分別輸入到X1、X2中；

6. 選取所有數據點，點擊左下角的作圖鍵作圖；

7. 點擊」Format」>」Plot」，然後選擇Line>connet>B-Spline；

8. 導出數據圖： ImportImage到自定的文件夾下，輸出格式可以選擇jpg，最後將該文件上傳到自己的學校郵箱中，方便列印出來放入到實驗報告中。
   

E. 二組分金屬相圖繪制實驗中,對於不同成分的混合物的步冷曲線,其水平段有什麼不同

水平段因金屬含量的不同，導致溫度下降的速率不同，因此平台的長短也不同

F. 二組分金屬相圖繪制實驗樣品量和冷卻速度對實驗有何影響出現過冷現象怎麼處理

樣品量越小，儲熱量越少，溫度變化快，曲線越粗糙，冷卻速度大，實驗結果精確度越低

G. 二組分簡單共融合金相圖繪制實驗中在樣品管中加液體石蠟的作用是什麼

以將金屬全部覆蓋且以防止金屬加熱過程中接觸空氣而氧化.