为什么实验中测定混合液的气液相组成
实验六双液系的气—液平衡相图
一、实验目的
1、绘制在标准压力下乙醇-正丙醇体系的沸点组成图
2、熟练掌握测定双组分液体沸点的方法及用折光率确定二组分物系组成的方法
3、掌握超级恒温槽、阿贝折射仪、气压计等仪器的使用方法。
二、实验原理
1、相图
任意两个在常温时为液态的物质混合起来组成的体系称为双液系。两种溶液若能按任意比例进行溶解，称为完全互溶双液系，如环已烷-乙醇、正丙醇-乙醇体系都是完全互溶体系。若只能在一定比例范围内溶解，称为部分互溶双液系，例苯-水体系。
在完全互溶双液系中，有一部分能形成理想液态混合物，如苯-甲苯系统，二者的行为均符合拉乌尔定律，但大部分双液系是非理想液态混合物，其行为与拉乌尔定律有偏差。
液体的沸点是指液体的蒸气压与外界压力相等时的温度。在一定外压下，纯液体的沸点有其确定值，但双液系的沸点不仅与外压有关，而且还与两种液体的相对含量有关。双液系两相平衡时的气相组成和液相组成并不相同。
通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相和液相的组成作图，所得图形叫双液系的沸点T(或t)-组成(x)图，即T（或t）—x图。它表明了沸点与液相组成和与之平衡的气相组成之间的关系。
在恒定压力下，二组分系统气液达到平衡时，其沸点-组成（t-x）图分三类：
(1)混合液的沸点介于A、B二纯组分沸点之间。这类双液系可用分馏法从溶液中分离出两个纯组分。如苯-甲苯系统，此时混合物的行为符合拉乌尔定律或对拉乌尔定律的偏差不大。如图5-1(a)所示。
(2）有最低恒沸点体系，如环已烷-乙醇体系，t—x图上有一个最低点，此点称最低恒沸点，在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成，此时混合物的行为对拉乌尔定律产生最大正偏差，如图5-1(b)所示。对于这类的双液系，用分馏法不能从溶液中同时分离出两个纯组分。
(3）有最高恒沸点体系，如氯仿-丙酮体系，t—x图上有一个最高点，此点称最高恒沸点，在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成，此时混合物的行为对拉乌尔定律产生最大负偏差，如图5-1(c)所示。对于这类的双液系，用分馏
法不能从溶液中同时分离出两个纯组分。
图5-1 二组分系统的沸点-组成图
本实验选择了乙醇—正丙醇体系，其相图见图5-1(a)。
2、绘制沸点-组成图
原理：如图5-1(a)所示，上面一条线是气相线，下面一条线是液相线，对应于同一沸点温度T下的两曲线上的两个点V，L，气液成平衡时的气相点和液相点，其相应的组成可从横轴上获得。因此如果在恒压下对溶液进行蒸馏，在气液达平衡后，同时测定气相组成、液相组成和溶液的沸点就能绘出t—X图。
二组分完全互溶液系达气液两相平衡时，F=2-2-1=1，当温度恒定时，两相（气相、液相）的组成是恒定的，当体系的总组成一定时，由杠杆规则可知，两相的相对量也是一定的。反之，在一定的实验装置中，利用回流的方法保持气、液二相的相对量一定，则体系温度保持恒定，待两相平衡后，取出两相的样品，分析两相的组成，在沸点-组成图上，找出一对坐标点。改变体系总组成，再如上法找出另一对坐标点，这样测得若干对坐标点（T，X,Y），将所有的气相点连起来，所有的液相点连起来，即得到了t-X图。
3、沸点仪
测定沸点的装置叫沸点测定仪(如图5-2所示)。这是一个带回流冷凝管的长颈圆底烧瓶。冷凝管底部有一半球形小室，用以收集冷凝下来的气相样品。电流通过浸入溶液中的电阻丝。这样既可减少溶液沸腾时的过热现象,还能防止暴沸。（因为电热丝的粗表面起沸石作用）测定时，温度计水银球要一半在液面下，一半在气相中，以便准确测出平衡温度。用弯头取样管从气相冷凝小槽中取样分析气相组成，用短管从侧磨口取样分析液相组成。
双液系平衡。实验实验乙醇丙醇是完全互溶?双液系，二组分相图属于双液系平衡相图。完全互溶?双液系，如环已烷-乙醇、丙醇-乙醇体系都是?完全互溶体系?。若只能在一定?比例范围内溶?解，称为部分互溶?双液系，例苯-水体系。
如何用化学方法鉴别乙醇和正丙醇？
不要说用密度、测元素组成之类的方法，要用特征反应
碘仿反应
加入氢氧化钠和碘
乙醇会产生黄色沉淀
正丙醇不会
分子筛渗透汽化膜分离法通常采用选择性和通量性能更好的NaA型分子筛膜对乙醇-水体系进行选择性筛分分离水分子，达到提高乙醇浓度的目的。分子筛渗透汽化膜分离法能够打破乙醇-水之间共沸，不引入第三组分、具有占地小和能耗更低、不污染环境、高效节能等特点。
乙醇和异丙醇虽然沸点非常接近，依靠沸点很难分开。但乙醇和异丙醇的极性不同，乙醇的极性强，在C18柱上吸附较弱，异丙醇的极性较弱，在C18柱上吸附较强，因此，在C18毛细管柱上，乙醇先出峰，而异丙醇后出峰。
二元液系相图实验原理
在常温下，两液态物质混合而成的体系称为双液系。两液体若只能在一定比例范围内互相溶解，称为部分互溶双液系，若能以任意比例相互溶解，则称为完全互溶双液系。例如:苯一乙醇体系，正丙醇一水体系，环己烷—乙醇体系都是完全互溶双液系，苯酚―水体系则是部分互溶双液系。
通过测定整个浓度范围内不同组成的溶液的气、液相平衡组成及其沸点，把气相点、液相点连接成平滑的曲线，就可绘制出T——x相图。
共4步，依次是：
1）乙醇用浓硫酸脱水，生成乙烯；
2）乙烯在卤素的水溶液中得到2-氯乙醇；
3）2-氯乙醇与氰化钠反应，得到3-羟基丙腈；
4）氢气催化得到目标结构丙醇胺。
合成路线
参考资料：百度百科-烯烃
完全互溶双液系气液平衡相图的绘制 报告人： 同组人： 实验时间2011年05月24日 一．实验目的 1．测定常压下环己烷－乙醇二元系统的气液平衡数据,绘制沸点－组成相图. 2．掌握双组分沸点的测定方法,通过实验进一步理解分馏原理. 3．掌握阿贝折射仪的使用方法. 二．实验原理 两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系.根据两组分间溶解度的不同,可分为完全互溶、部分互溶和完全不互溶三种情况.两种挥发性液体混合形成完全互溶体系时,如果该两组分的蒸气压不同,则混合物的组成与平衡时气相的组成不同.当压力保持一定,混合物沸点与两组分的相对含量有关. 恒定压力下,真实的完全互溶双液系的气－液平衡相图（T－x）,根据体系对拉乌尔定律的偏差情况,可分为三类： （1）一般偏差：混合物的沸点介于两种纯组分之间,如甲苯－苯体系,如图1(a)所示. （2）最大负偏差：混合物存在着最高沸点,如盐酸－水体系,如图1 (b)所示. （3）最大正偏差：混合物存在着最低沸点,如正丙醇—水体系,如图1(c)）所示. 图1 完全互溶双液系的相图 对于后两种情况,为具有恒沸点的双液系相图.它们在最低或最高恒沸点时的气相和液相组成相同,因而不能象...
可用两种方法鉴别乙醇和丙三醇
一、使用新制氢氧化铜来鉴别。由于丙三醇是多羟基化合物，能与新制氢氧化铜发生反应生成绛蓝色化合物甘油铜。而丙醇只有一个羟基，不能与新制氢氧化铜发生类似反应。
二、使用蒸馏法来鉴别。因为这三者沸点都不相同。正丙醇的沸点大于异丙醇，因为异丙醇由一个支链，而丙三醇沸点应该最小你用钠与同样质量的丙醇和丙三醇反应看生成氢气的量多的是丙三醇少的是丙醇取等浓度等体积的丙醇和丙三醇，加入等量的Na，产生气体多的为丙三醇。
扩展资料：
1、乙醇的性质
乙醇显弱酸性（严格说不具酸性，不能使酸碱指示剂变色，也不能与碱发生化学反应），因含有极性的氧氢键，故电离时会生成烷氧基负离子和质子。乙醇具有还原性，可以被氧化成为乙醛。
乙醇也可被高锰酸钾氧化成乙酸，同时高锰酸钾由紫红色变为无色。
乙醇也可以与酸性重铬酸钾溶液反应，当乙醇蒸汽进入含有酸性重铬酸钾溶液的硅胶中时，可见硅胶由橙红色变为灰绿色（Cr3+），此反应可用于检验司机是否饮酒驾车（酒驾）。
2、丙三醇的性质
无色、透明、无臭、粘稠液体，味甜，具有吸湿性。 与水和醇类、胺类、酚类以任何比例混溶，水溶液为中性。溶于11倍的乙酸乙酯，约500倍的乙醚。不溶于苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、石油醚、油类、长链脂肪醇。可燃，遇二氧化铬、氯酸钾等强氧化剂能引起燃烧和爆炸。
也是许多无机盐类和气体的良好溶剂。对金属无腐蚀性，作溶剂使用时可被氧化成丙烯醛。
与酸发生酯化反应，如与苯二甲酸酯化生成醇酸树脂；与酯发生酯交换反应；与氯化氢反应生成氯代醇；甘油脱水有两种方式：分子间脱水得到二甘油和聚甘油，分子内脱水得到丙烯醛。甘油与碱反应生成醇化物；与醛、酮反应生成缩醛与缩酮。
用稀硝酸氧化生成甘油醛和二羟基丙酮；用高碘酸氧化生成甲酸和甲醛；与强氧化剂如铬酸酐、氯酸钾或高锰酸钾接触能引起燃烧或爆炸；甘油也能起硝化和乙酰化等作用。
参考资料来源：百度百科-乙醇
百度百科-丙三醇
如果我们假设乙醇和正丙醇是完全混合的，那么根据理想混合物定律，混合物的平均相对分子质量可以用以下公式计算：
平均相对分子质量 = xf*M(乙醇) + (1-xf)*M(正丙醇)
其中，xf是乙醇在混合物中的摩尔分数，M(乙醇)和M(正丙醇)分别是乙醇和正丙醇的相对分子质量。
使用这种方法计算出混合物的平均相对分子质量后，就可以使用 Antoine 公式来计算混合物的泡点温度：
泡点温度 = A - (B/(C + log10(压力)))
其中，A、B 和 C 是 Antoine 公式的常数，压力是泡点温度测量时使用的压力。这些常数可以在乙醇和正丙醇的物性表中找到。
对于混合物的气化潜热，可以使用 Clapeyron 公式计算：
ΔHvap = RTln(P2/P1)
其中，ΔHvap是气化潜热，R是常数，T是温度，P1和P2分别是泡点前后的压力。
希望这些信息对您有帮助。
