三明师专学报 2000 ( 2)
SANMING SHIZHU AN XU EBAO
双液体系折光率——组成工作曲线的绘制
戈 芳
(三明师范高等专科学校化生系)
摘要 双液体系相图的绘制是物理化学热力学部分的一个基本实验, 通过实验达到绘制沸点—组
成的相图, 其中气相、液相的组成来源于折光率—组成工作曲线。学生实验受课时限制, 工作曲
线由教师直接提供, 有利于学生更好地完成实验内容。
关键词 双液体系; 相图; 折光率; 工作曲线。
双液体系相图的绘制是物理化学热力学部分的一个基本实验, 一般大专院校均有开设此
内容的实验, 要达到完整绘制沸点—组成相图又要受实验时间的限制, 折光率—组成工作曲
线的提供就显得非常重要。通过实验测定双液体系的沸点及相应的气相和液相的折光率, 就
可以通过折光率—组成工作曲线查找对应气相与液相的折光率而获得各自的组成, 绘制出沸
点与组成的相图。
1 实验部分
1. 1 主要试剂与仪器
环已烷 (
分析
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纯) ; 无水乙醇 (分析纯) ; 蒸馏水。
阿贝折光仪; 超级恒温器; TG328A电光分析天平。
1. 2 实验过程
一组实验中, 洗净并烘干 8个小滴瓶 (依次编号) , 冷却后准确称量其中 6个 (编号前 6
个)。然后用带刻度的移液管分别加入 1、2、3、4、5、6 m l的A 样品 (环已烷) , 分别称其
重量。再依次分别加入 6、5、4、3、2、1 ml的 B样品 (无水乙醇) , 再称量。旋紧盖子后摇
匀。另两个空的滴瓶 ( 7号与 8号) 中分别加入纯A 与纯 B。
样品置于超级恒温器中恒温半小时, 在恒温下同时测定这些样品的折光率。
1. 3 实验数据
表
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1 恒定温度为 25℃的双液体系折光率与组成的测定数
序
号
空瓶重
W 1( g )
加 A
( ml)
称重
W2( g)
加 B
( ml)
称重
W 3( g )
nD
25 A 重
W 2- W 1( g )
B 重
W 3- W 2( g )
A% B%
1 52. 6000 1 53. 4335 6 58. 1275 1. 3699 0. 8335 4. 6940 15. 1 84. 9
2 52. 5229 2 54. 1145 5 58. 0336 1. 3765 1. 5916 3. 9191 28. 9 71. 7
3 63. 9212 3 66. 2936 4 69. 4339 1. 3849 2. 3724 3. 1403 43. 0 57. 0
4 49. 5874 4 52. 7428 3 55. 0889 1. 3942 3. 1554 2. 3461 57. 4 42. 6
5 46. 0209 5 49. 9490 2 51. 5091 1. 4047 3. 9281 1. 5601 71. 6 28. 4
6 43. 1550 6 47. 9059 1 48. 6892 1. 4148 4. 7509 0. 7833 85. 8 14. 2
7 - 若干 — — — 1. 4253 — — 100 0
8 — — — 若干 — 1. 3605 — — 0 100
表 2 双液体系在 15℃、20℃、30℃时的折光率与组成的数据:
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
温度 A% 15. 4 28. 3 43. 6 57. 1 71. 1 83. 6 100 0
15℃ B% 84. 6 71. 1 56. 4 42. 9 28. 3 16. 4 0 100
折光率 1. 3729 1. 3805 1. 3900 1. 3991 1. 4090 1. 4170 1. 4300 1. 3650
温度 A% 15. 0 29. 1 43. 1 57. 2 71. 1 86. 0 100 0
20℃ B% 85. 0 70. 9 56. 9 42. 8 28. 3 14. 0 0 100
折光率 1. 3711 1. 3791 1. 3870 1. 3964 1. 4074 1. 4168 1. 4277 1. 3626
温度 A% 15. 1 29. 0 42. 9 57. 4 71. 6 86. 2 100 0
30℃ B% 84. 9 71. 0 57. 1 42. 6 28. 4 13. 8 0 100
折光率 1. 3668 1. 3743 1. 3827 1. 3921 1. 4011 1. 4121 1. 4223 1. 3596
表 3 环已烷和无水乙醇折光率的实验值与标准值比较
温度(℃) 环已烷 无水乙醇 温度(℃) 环已烷 无水乙醇
15 1. 4300 1. 4298 1. 3650 1. 3633 25 1. 4253 1. 4240 1. 3605 1. 3590
20 1. 4277 1. 4260 1. 3628 1. 3605 30 1. 4223 1. 4220 1. 3596 1. 3570
2 绘制折光率—组成工作曲线
以表 1和表 2的数据绘制双液体系在不同温度时的工作曲线, 如图1。以表 3的数据绘制
折光率与温度的关系, 如图 2。
图 1 环已烷与无水乙醇双液体系的工作曲线
3 结果讨论
3. 1 从图 1可知, 所得折光率与组成的关系为一直线, 线性较好。选择环已烷与无水乙醇组
成的双液体系, 两种物质均为无毒试剂, 在通风条件不是最佳情况下选择该体系进行实验比
71第 2 期 戈 芳: 双液体系折光率——组成工作曲线的绘制
图 2 折光率与温度的关系
起选用苯和无水乙醇的双液体系为好。
3. 2 此工作曲线的实验部分是在室温为- 1～10℃的环境温度, 平均温度为 5℃条件下进行
测定的, 与实验要求的温度偏离较大, 影响了数据的测定。但从图 2可看出, 纯 A、纯B 在
不同温度下进行测定的实验值较标准值仅略有偏高, 偏差一致, 可以作为系统误差考虑。
3. 3 通过蒸馏水的折光率测定, 实验值与标准值之间也存在偏差, 由仪器的系统误差造成,
但误差不超过 0. 05%。
3. 4 通过双液体系的相图能够了解双液体系在蒸馏过程中沸点与气相、液相的组成之间的变
化情况, 对在工业上进行双液体系的分离颇为重要。教师提供折光率—组成工作曲线, 有利
于学生完善相图。本工作曲线的正确性和完好性还有待实验测定加以进一步验证。
参 考 文 献
1. 复旦大学主编, 物理化学实验, 北京: 高等教育出版社, 1986 年, 36—39
2. 北京大学编, 物理化学实验, 北京: 北京大学出版社, 1985 年 (第二版) , 72—75
3. 付献彩等编, 物理化学, 北京: 高等教育出版社, 495
(上接第 61页)
参 考 文 献
1. 复旦大学数学系, 数学分析, 高等教育出版社, 1979. 5
2. 马忠林, 几何学, 吉林人民出版社, 1984. 4
3. 刘玉王连, 傅沛仁, 数学分析讲义, 高等教育出版社, 1992. 6
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