第(2)、(3)两类体系的溶液在最高或最低沸点时的气液两相组成相同。加热蒸发时,只能使气相的总量增加,气液相组成及溶液沸点均保持不变。这时的温度称为恒沸温度(或恒沸点),相应的组成称为恒沸组成。不难看出,恒沸温度与恒沸组成是这些相图的特征参数,可以依此区别不同的体系。
从这三类体系的T-x图还可以看出,对于第(1)类的混合物可以利用一般精馏法分离出两种纯物质;而对于第(2)、(3)类的混合物只能分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。
当体系处于气液两相共存时,φ=2,f*=1,这表明在温度、组成两个变量中,若指定了一个,则另一个则随之确定。指定了温度,则与此温度相对应的气液相组成是确定的,不可随便指定。反之,亦同。
为了绘制双液系的定压T-x图,需测定一系列不同组成的溶液的沸点 、 … 以及在此沸点时气液相达平衡时气相组成xg1、xg2…xgn和液相组成xl1、xl2…xln。例如在图5-3中,
与沸点Ti对应的气相组成是气相线上gi所对应的 ,液相组成是液相线上li所对应的 。实验测定整个浓度范围内所选定的几个不同组成溶液的沸点和平衡时的气液相组成之后,将气相组成点联接成气相线,液相组成点成液相线,定压下的T-x图即可绘制出来。 为了获得上述的测定数据,本实验利用沸点仪(见图5-4),采用回流冷凝法,当气液两相的相对量一定时,体系的温度也将保持恒定,即可由温度计读取沸腾温度。分别由蒸气冷凝的凹形贮槽中取样分析平衡气相组成;从加液口取样分析平衡液相组成。组成测定使用的仪器是阿贝折射仪。请参阅“实验技术与仪器”部分,了解仪器的基本构造与工作原理,掌握使用方法。
阿贝折射仪所测定的是试样的折射率,还需将折射率转换成组成。为此,实验中应测定已知组成的混合试样的折射率,绘制出折射率—组成的工作曲线。由此曲线即可查出各气液相试样折射率所对应的组成。
图5-4 沸点仪
1 温度计;2 加液口;3 电热丝;
4 分馏取样口;分馏液
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