1.  測定常壓下環(huán)己烷-乙醇二元系統的汽液平衡數據，繪制101325Pa下的沸點(diǎn)-組成的相圖。2.  掌握阿貝折射儀的原理和使用方法。二、實(shí)驗原理液體混合物中各組分在同一溫度下具有不同的揮發(fā)能力。因而，經(jīng)過(guò)汽液見(jiàn)相變達到平衡后，各組分在汽、液兩相中的濃度是不相同的。根據這個(gè)特點(diǎn)，使二元混合物在精餾塔中進(jìn)行反復蒸餾，就可分離得到各純組分。為了得到預期的分離效果，設計精餾裝置必須掌握準確的汽液平衡數據，也就是平衡時(shí)的汽、液兩相的組成與溫度、壓力見(jiàn)的依賴(lài)關(guān)系。大量工業(yè)上重要的系統的平衡數據，很難由理論計算，必須由實(shí)驗直接測定，即在恒壓（或恒溫）下測定平衡的蒸汽與液體的各組分。其中，恒壓數據應用更廣，測定方法也較簡(jiǎn)便。恒壓測定方法有多種，以循環(huán)法較普遍。循環(huán)法原理的示意圖見(jiàn)圖5-11。在沸騰器P中盛有一定組成的二元溶液，在恒壓下加熱。液體沸騰后，逸出的蒸汽經(jīng)完全冷凝后流入收集器R。達一定數量后逸流，經(jīng)回流管流回到P。由于氣相中的組成與液相中不同，所以隨著(zhù)沸騰過(guò)程的進(jìn)行，P、R兩容器中的組成不斷改變，直至達到平衡時(shí)，汽、液兩相的組成也保持恒定。分別從R、P中取樣進(jìn)行分析，即得出平衡溫度下氣相和液相的組成。本實(shí)驗測定的恒壓下環(huán)己烷-乙醇二元汽液平衡相圖，如圖5-12所示。 圖中橫坐標表示二元系的組成（以B的摩爾分數表示），縱坐標為溫度。顯然曲線(xiàn)的兩個(gè)端點(diǎn) 、 即指在恒壓下純A與純B的沸點(diǎn)。若溶液原始的組成為 ,當它沸騰達到汽液平衡的溫度為 時(shí)，其平衡汽液相組成分別為 與 。用不同組成的溶液進(jìn)行測定，可得一系列 數據，據此畫(huà)出一張由液相線(xiàn)與汽相線(xiàn)組成的完整相圖。圖5-12的特點(diǎn)是當系統組成為 時(shí)，沸騰溫度為 ，平衡的汽相組成與液相組成相同。因為 是所有組成中的沸點(diǎn)較低者，所以這類(lèi)相圖稱(chēng)為具有較低恒沸點(diǎn)的汽液平衡相圖。分析汽液兩相組成的方法很多，有化學(xué)方法和物理方法。本實(shí)驗用阿貝折射儀測定溶液的折射率以確定其組成。因為在一定溫度下，純物質(zhì)具有一定的順變關(guān)系。預先測定一定溫度下一系列已知組成的溶液的折射率，得到折射率-組成對照表。以后即可根據待測溶液的折射率，由此表確定其組成。三、試劑與儀器試劑：環(huán)己烷、乙醇。儀器：埃立斯（Ellis）平衡蒸餾器、0.5kW調壓變壓器、電壓表、阿貝折射儀、超級恒溫槽。埃立斯平衡蒸餾器是由玻璃吹制而成的，它具有汽液兩相同時(shí)循環(huán)的結構，如圖5-13所示。 四、實(shí)驗步驟1.       將預先配置好的一定組成的環(huán)己烷-乙醇溶液緩緩加入蒸餾器中，使液面略低于蛇管?chē)娍?，蛇管的大部分浸在溶液之中?.       調節適當的電壓通過(guò)加熱元件1和下保溫電熱絲對溶液進(jìn)行加熱。同時(shí)在冷凝器9、10中通以冷卻水。3.       加熱一定時(shí)間后溶液開(kāi)始沸騰，氣、液兩相混合物經(jīng)蛇形管口[噴于溫度計底部；同時(shí)可見(jiàn)氣相冷凝液滴入接受器11。為了防止蒸氣過(guò)早的冷凝，通過(guò)變壓器將上保溫電加熱絲加熱，要求套管8內溫度比套管6內溫度高0.5~1.5℃?？刂萍訜崞麟妷?，使冷凝液產(chǎn)生速度為每分鐘60~100滴。調節下保溫電熱絲電壓，以蒸餾器的器壁上不產(chǎn)生冷凝液為宜。為防止暴沸，在加熱升溫過(guò)程中可借助于雙連球通過(guò)活塞14向蒸餾器內緩慢而間歇地鼓入少量空氣，待溶液沸騰后即取下雙連球。4.       待套管6處的溫度約恒定20min后，可認為汽、液相間已達平衡，記下溫度計6讀數，即為汽、液平衡的溫度。5.       分別從取樣口12、13同時(shí)取樣約2mL，稍冷卻后測定其折射率。阿貝折射儀的原理與使用方法見(jiàn)本書(shū)2.2.3節。6.       實(shí)驗結束，關(guān)閉所有加熱元件。待溶液冷卻后，將溶液放回原來(lái)的溶液瓶。五、數據處理1.       將測定的各氣液相折射率，利用環(huán)己烷-乙醇系統的折射率-組成對照表（見(jiàn)本書(shū)附錄11）查得平衡的液相組成x環(huán)與氣相組成y環(huán)。2.       平衡溫度的確定（1）       溫度計示值校正和露莖校正見(jiàn)《大學(xué)基礎化學(xué)實(shí)驗（Ⅰ）》。（2）       氣壓計讀數校正見(jiàn)本書(shū)附錄4。（3）       平衡溫度的壓力校正  溶液的沸點(diǎn)與外壓有關(guān)，為了將溶液沸點(diǎn)校正到正常沸點(diǎn)，即外壓為101325Pa下的汽液平衡溫度，應將測得的平衡溫度進(jìn)行校正。環(huán)己烷-乙醇系統的校正公式如下：                                                                              (5-21)       式中，t常為校正到外壓為101325Pa下的平衡常數（℃），t為外壓為p大氣（Pa）時(shí)測得的溫度，y環(huán)為用環(huán)己烷摩爾分數表示的氣相組成。3.       綜合實(shí)驗所得的各組成的平衡數據，繪出101325Pa下環(huán)己烷-乙醇的汽液平衡相圖。六、思考題1.       一般而言，如何才能準確測得溶液的沸點(diǎn)？2.       埃立斯平衡蒸餾器有什么特點(diǎn)有什么特點(diǎn)？其中蛇管的作用是什么？3.       埃立斯平衡蒸餾器為何要上下保溫？為何氣相部分溫度應略高于液面部位溫度？4.       取出的平衡汽液相樣品，為什么必須在密閉的容器中冷卻后方可用以測定其折射率？