物化实验报告 - 双液系的气液平衡相图辩析

根据上页中图4中环己烷—乙醇体系的沸点——组成图，可求得： 最低恒沸点约为64.85℃。

相应的恒沸混合物的组成（环己烷质量分数）约为0.688（即68.8%）。

3.3讨论分析

1) 测定结果与文献值的比较

由文献值（见表4）可知：环己烷沸点为80.74°C，乙醇的沸点为78.32°C，环己烷—乙醇体系的最低恒沸点为64.90°C，恒沸物组成为69.50%（环己烷质量分数）。

本次实验中的测得结果（校正后）分别为81.07°C（环己烷），78.66°C（乙醇）和64.85°C（最低恒沸点），68.8%（恒沸物组成）。测定结果与文献值的相对误差为

ε（环己烷沸点）= (81.07-80.74/81.07)×100%=0.4071% ε（乙醇沸点）= (78.66-78.32/78.66)×100%=0.4322% ε（最低恒沸点）= (64.90-64.85/64.85)×100%=0.0771% ε（恒沸物的组成）= (0.695-0.688/0.688)×100%=1.017%

考虑到本次实验的条件（见表1）与文献值测定的条件不同，测定值与文献值之间的偏差是比较小的，处在合理的范围之内，说明本次测量的结果较为可靠。 2) 测量过程中产生误差的可能原因及分析

测量过程中产生误差的原因可能有以下几点： (a) 温度校正中引入的误差：在进行温度校正的过程中，虽然采用了科学有效的校正方法和计算公式，但是由于测量仪器的精确度有限，而且露出体系外水银的平均温度和辅助温度计测得的温度不可能完全一致（特别是在橡胶塞内的那一部分水银柱并没有在校正过程中予以考虑），所以可能导致测量过程中的误差。

(b) 实验条件改变：在测量过程中，虽然采用恒温槽使得阿贝折射仪的棱镜处于恒温状态，但其他仪器的实验条件很可能出现改变。这其中包括环境温度和气压的改变导致沸点仪所处环境的改变。

(c) 测量体系的改变：在实验数据的处理过程中认为测量体系的组成没有变化，但是在实际情况下，很可能由于操作原因改变测量体系的组成。具体而言，在从沸点仪取样的过程中，以及进行折射率测量时，体系会有微量蒸发，从而使得体系的组成发生变化，即所测得的组成与液相和气相的实际组成不完全一致。

(d) 测定仪器的误差：测量过程中使用了刻度尺（测器外度数）和阿贝折射仪，温度计等仪器。由于系统误差，测得数据与实际可能有所差异，导致测量结果的误差。 3) 对实验中异常现象的分析和讨论

沸点数值不稳定现象：在测量沸点时，温度计的数值开始并不稳定，时会出现波动。这一想象产生的原因主要是从沸点仪喷嘴中喷出的液流不够稳定，从而使得温度计水银球处的温度不恒定。通过适当调节加热电压，使喷出液流连续而稳定，当温度计的读数处于恒定状态后再进行测量，即可避免此异常现象的影响。 4) 对仪器装置、操作步骤、实验方法的改进意见及体会

完成全部实验和后期数据处理后，我深切地感受到这次实验利用我们所掌握的物化知识，从实验的角度对我们进行了一次充分的训练。最后所取得的实验结果是次要的，而我们所掌握的物化实验方法和对实验过程的总结分析才是关键。结合实验具体过程和感受，我对本项试验有如下几点建议和体会：

(a) 数据记录过程：在本次实验过程中，数据是人为判读和记录的，因此很可能会引入人为造成的偶然误差，如果条件允许可考虑采用数字式温度计进行温度记录。

(b) 阿贝折射仪的使用：在使用时不应移动、晃动仪器，或者调节恒温槽的温度。另外，在测定时务必调节反光镜使得明暗分界线清晰，以使得测量更准确。

(c) 实验装置和过程的设计：试验中每次用滴管取液体时应该使用不同的滴管，否则可能使得不同组成的液体混合，因此最好用标签纸对每个滴管进行标记，专管专用，以避免误差的产生。

(d) 重复实验以消除误差：实验中如果时间允许，最好用阿贝折射仪对气相和液相的折射率进行多次测量，取平均值作为结果，这样可以减小实验过程中的偶然误差。

5) 本次实验的总结与体会

在本次物理化学实验的过程中，物理化学实验室的贾维杰助教老师对我们进行了耐心的指导，给予了我们热情的帮助。当我们在实验中出现了问题，老师也没有过多责备我们，而是悉心地进行讲解，帮助我们想办法调整和修正，继续后续的实验。如果没有各位老师和助教的辛勤准备和付出，我们绝对无法顺利的完成本次的实验。您辛苦乐，非常感谢您！

4 结论

本次实验通过沸点仪和阿贝折射仪测定在常压下环已烷—乙醇的气液平衡相图（图4）。 有所得相图可求得的环己烷—乙醇体系的最低恒沸点为：64.85℃。 相应的恒沸混合物的组成（环己烷质量分数）约为0.688（即68.8%）。 本实验的结果与文献值相比误差较小，证实了利用此方法测定环已烷—乙醇的气液平衡相图的可行性与准确性。

5 参考文献

[1]朱文涛 编著 物理化学 清华大学出版社

[2]清华大学化学系物理化学实验编写组. 物理化学实验. 北京：清华大学出版社. 1991.53~58 [3]Ed. by Robert C. Weast. Handbook of Chemistry and Physics, 58th Ed. Ohio CRC Press, 1977