④泰山医学院 省级精品课程申报 R 图Ⅲ-4-3沸点仪 图1I1-4-5回流 本实验是以恒沸点为界，把相图分成左右两半，分两次来绘制相图的。具体方法如下 ①右一半沸点一组成关系的测定 在三口瓶中加入20mL异丙醇和1mL环己烷，再加入儿小块沸石，按上述方法测定 n和n,并记下温度t和t,然后依次加入1.5mL、2.0mL、2.5mL、3.0ml、6.0ml、 250ml坏己棕.。每加 一次环己烷都要按上述方法分别测定其n,和m及温度t,和。 实验完毕后将溶液倒入回收瓶中 ②左一半沸点一组成关系的测定 在三口瓶中加入50ml环己烷，依次加入0.3mL、0.5mL、0.7ml、1.0ml、2.5ml、 5.0mL、12.0ml的异丙醇，分别按①进行测定。 方法二：间歇测定法 在测定沸点与组成的关系时，也可以用间歇方法测定。每种含不同质量百分数的 溶液由教师事先配好，同学按顺序号依次测定。 把事先配好的第一份溶液25L加入沸点仪中，加入沸石，待沸腾稳定后，读取沸 点温度，立即停止加热。取气相冷凝液测其折射率，而后再取液相液体测其折射率， 然后用滴管取尽沸点仪中的测定液，放回原试剂瓶中。在沸点仪中再加入5L新的待 测液，用上述方法同样依次测定 注意： 在更换溶液时，务必用滴管取尽沸点仪中的测定液，以免带米误差 六、注意事项 1.由于整个体系并非绝对恒温，气、液两相的温度会有少许差别，因此沸点仪中， 温度计水银球的位置应一半浸在溶液中，一半露在蒸气中。并随着溶液量的增加要不 断调特水银求的位置 2.实验中尽可能避免过热现象 为此每加两次样品后，可加) 一小块沸石，同时 要控制好液体的回流速度，不宜过快或过慢（回流速度的快慢可调节加热温度来控制）。 3.在每一份样品的蒸馏过程中，由于整个体系的成分不可能保持恒定，因此平衡 温度会路有变化，特别是当溶液中两种组成的量相差较大时，变化更为明显。为此每 加入一次样品后，只要待溶液沸腾，正常回流1min一2min后，即可取样测定，不宜 连待时间计长 4.每次取样量不宜过多，取样时毛细滴管一定要干燥，不能留有上次的残液，气 相取样口的残液亦要擦干净。 5.整个实验过程中，通过折射仪的水温要恒定，使用折射仪时，棱镜不能触及硬 物（如滴管），擦拭棱镜用擦镜纸。 七、数据处理 1.将实验中测得的折射率一组成数据列表 并绘制成工作曲线 2将实验中测得的沸点一折射率数据列表，并从工作曲线上查得相应的组成，从 而获得沸点与组成的关系。 3.绘制沸点一组成图，并标明最低恒沸点和组成。 16
@泰山医学院 省级精品课程申报 4.在精确的测定中，还要对温度计的外露水银柱进行露茎校正。 【思考问题】 L.在该实验中，测定工作曲线时折射仪的恒温温度与测定样品时折射仪的恒温温 度是否需要保持 致？为什么 2过热现象对实验产生什么影响？如何在实验中尽可能避免 3.在连续测定法实验中，样品的加入量应十分精确吗？为什么？ 4.试估计哪些因素是本实验的误差主要来源？ 附录： 具有最低恒沸点的双液体系是很多的，除了本实验中介绍的环己烷异丙醇体系 外，下面再介绍其它二种体系，以便在实验中需要改变体系时作参考。 1.苯-乙醇体系 右半分支：先加入30mL乙醇，然后依次加入苯1.0mL、2.0ml、3.0mL、5.0mL、10.0mL、 15.0mL、17.5ml 左半分支：先加入50ml苯，然后依次加入乙醇0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、3.0ml 5.0mL、13.5ml。 2.床己院-乙醇体系 右半分支：先加入20mL乙醇，然后依次加入环己烷0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、 4.0mL、14.0ml、20.0mL. 左半分支：先加入50ml环己烷，然后依次加入乙醇0.2ml、0.4ml、0.6ml、0.8ml 1.0mL、2.0mL 14.0ml 实验三组分体系等温相图的绘制 一、实验目的 1.熟悉相律，掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。 2.用溶解度法作出具有一对共轭溶液的苯一醋酸一水体系的相图（溶解度曲线及连 结线) 二、预习要求 1.掌握用溶解度法绘制相图的基本原理。 2.了解三角形坐标表示法。 三、实验原理 三组分体系K=3,当体系处于恒温恒压条件，根据相律，体系的条件自由度为 3-Φ式中 ①为体系 相 系最大 条件自由度 f*=3-1=2 因此，浓度变 量最多只有两个可用平面图表示体系状态和组成间的关系，称为三元相图。通常用等 边三角形坐标表示，见图Ⅲ-7-1所示。等边三角形顶点分别表示纯物A、B、C,AB、 BC、CA三条边分别表示A和B、B和C、C和A所组成的二组分体系的组成，三角形内 任何一点都表示三组分体系的组成。图-7-1中的P点，其组成表示如下：经P点作 于三角形三边的直线，并交三边于a、b、三点。若将三边均分成100等分 则E 点的A、B.C组成分别为：A%=Pa=Cb,B%=Pb=AC,C%=Pc=Ba:苯一醋酸一水是属 具有一对共轭溶液的三液体体系相图，即三组分中二对液体A和B,A和C完全互溶， 而另一对B和C只能有限度的混溶，见图Ⅲ-7-2所示。 17
④泰山医学院 省级精品课程申报 图-7-1等边三角形法表示三元相图 1工工-7-2共氟溶液的三元相图 图-7-2中，E、K、K、P、L、L、F点构成溶解度曲线，KL、KL等是连结线。溶 解度曲线内是两相区，即一层是苯在水中的饱和溶液，另一层是水在苯中的饱和溶液】 曲线外是单相 因此，利用体系在相变化时清浊现象的出现， 可以判断体系中各乡 分间互溶度的大小 一般由清变浑，肉眼较易分辨。所以本实验是向均相的苯一醋酸 体系滴加水使之变成二相混合物的方法，确定二相间的相互溶解度。 四、仪器药品 1.仪器 具塞锥形瓶(100ml,)2只：(25l)4只；酸式滴定管(20ml)1只：碱式滴定管(50ml)1 只：移液管(1mL、2mL)各1只：刻度移液管(10mL、20mlL)各1只：雏形瓶(150ml)2只。 2.药品 冰醋酸（分析纯）：苯（分析纯）：标准NaOH溶液(0.2mol·dm):酚酞指示剂。 五、实验步骤 1.测定互溶度曲线 在洁净的酸式滴定管内装水，用移液管取10.00ml苯及4.00ml,醋酸于干燥的 100L具塞锥形瓶中，然后慢慢滴加水，同时不停摇动，至溶液由清变浑，即为终点， 记下水的体积，再向此瓶中加入5.00L醋酸，体系又成均相，再用水滴定至终点，然 后依次用同样方法加入8.00l、8.00ml醋酸，分别用水滴至终点，记录每次各组分的 用量.最后再加入10.00ml苯和20.00mL水，加塞摇动，并每间隔5min摇动一次，30min 后用此溶液测连结线 另取一只干燥的100mL具塞锥形瓶，用移液管加入 1.00mL苯及 2.00ml醋酸，用水滴至终点，以后依次加入1.00ml、1.00mL、1.00m、1.00ml、2.00ml 10.00ml醋酸，分别用水滴定至终点，并记录每次各组分的用量。最后再加入15.00ml 苯和20.00ml水，每隔5min摇一次，30min后用于测定另一条连结线。 2.连结线的测定 上面所得的两份溶液，经半小时后，待二层液分清，用干燥的移液管（或滴管）分 别吸取上层液约5ml,下层液约1mL于已称重的4个25mL具塞锥形瓶中，再称其重量 然后用水洗入150L锥形瓶中，以酚酞为指示剂，用0.2o1·d血标准氢氧化钠溶液 滴定各层溶液中醋酸的含量。 六、注意事项 1因所训休系含右水的成分，故波璃器m收需干品 2.在滴加水的过程中须 且需不停地摇动锥形瓶，由于分散的“油珠” 颗粒能散射光线，所以体系出现浑浊，如在2min~3min内仍不消失，即到终点。当体 系醋酸含量少时要特别注意慢滴，含量多时开始可快些，接近终点时仍然要逐滴加入。 3.在实验过程中注意防止或尽可能减少苯和醋酸的挥发，测定连结线时取样要迅速
@泰山医学院 省级精品课程申报 4.用水滴定如超过终点，可加入1.00ml醋酸，使体系由浑变清，再用水继续滴定。 七、数据处理 1.溶解度曲线的绘制 根据苯、 醋酸和水的实际体积及由附录二查得实验温度时三种试剂的密度，算出 各组分的重量百分含量，列入下表： 室温 大气压 密度 蜡酸 醋酸 苯 水 总 重重量百分数(%) ml ml g (g) 醋酸苯 水 4.00 10.00 9. 00 4 25 10.00 2 00 1. 00 6 3 89 456 1 000 10 1.00 18.00 1.00 1 13 表中12,13为图-7-2中E、F两点，数据如下： 体系 溶解度（%） 10℃ 20 25 200400 H.O 0175 0180 0190 0.206 H.O 8配 0.050 0.060 0.072 0.102 将以上组成数据在三角形坐标纸上作图，即得溶解度曲线。 2.连结线的绘制 溶液 重量(g) V./mL 醋酸含量 上层 下层 10
网泰山医学院 省级精品课程申报 上层 下层 ()计算二瓶中最后醋酸、苯、水的重量百分数，标在三角形坐标纸上，即得相应的 物系点A和Q。 (②)将标出的各相醋酸含量点画在溶解度曲线上，上层醋酸含量画在含苯较多的一边， 下层画在含水较多的 一边，即可作出K和K两条连结线，它们应分别通过物系点 Q和。 【思考问题】 1.为什么根据体系由清变浑的现象即可测定相界？ 2.如连结线不通过物系点，其原因可能是什么？ 3.本实验中根据什么原理求出苯一醋酸一水体系的连结线？ 实验 二组分金属相图的绘制 实验目的 1.学会用热分析法测绘Sn—Bi二组分金属相图。 2.了解热电偶测量温度和进行热电偶校正的方法 二、预习要求 1.了解纯物质的步冷曲线和混合物的步冷曲线的形状有何不同，其相变点的温度 应如何确定 2掌握热电偶测量温度的原理及校正方法。 三、实验原理 测绘金属相图常用的实验方法是热分析法，其原理是将一种金属或合金熔融后，使 之的人今知.每 定间品一次识府 表示温度与时间关系的曲线叫步冷曲线 当熔体系在均匀冷却过程 无相变化时， 其温度将连 匀下降得到 光滑 的冷起 曲线：当体系内发生相变时，则因体系产生之相变热与自然冷却时体系放出的热量相抵 偿，冷却曲线就会出现转折或水平线段，转折点所对应的温度，即为该组成合金的相 变温度。利用冷却曲线所得到的一系列组成和所对应的相变温度数据，以横轴表示混 合物的组成，纵轴上标出开始出现相变的温度，把这些点连接起来，就可绘出相图。 二元简单低共熔体系的冷却曲线具有图-5-1所示的形状。 : 图Ⅲ-5-1根据步冷曲线绘制相图 图Ⅲ-5-2有过冷现象时的步冷曲线 用热分析法测绘相图时，被测体系必须时时处于或接近相平衡状态，因此必须保 证冷却速度足够慢才能得到较好的效果。此外，在冷却过程中，一个新的固相出现以 前，常常发生过冷现象，轻微过冷则有利于测量相变温度：但严重过冷现象，却会使折 点发生起伏， 使相变温度的确定产生困难。见图-5-2。遇此情况，可延长c线与 ab线相交，交点e即为转折点。 四、仪器药品 20