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  • 材料科学基础相图习题

    时间:2021-03-28 12:04:21 来源:蒲公英阅读网 本文已影响 蒲公英阅读网手机站

    相关热词搜索:相图 材料科学 习题

    材料科学基础相图习题 本文关键词:相图,材料科学,习题,基础

    材料科学基础相图习题 本文简介:1.下图为一匀晶相图,试根据相图确定:(1)wB=0.40的合金开始凝固出来的固相成分为多少?(2)若开始凝固出来的固体成分为wB=0.60,合金的成分为多少?(3)成分为wB=0.70的合金最后凝固时的液体成分为多少?(4)若合金成分为wB=0.50,凝固到某温度时液相成分wB=0.40,固相成分

    材料科学基础相图习题 本文内容:

    1.下图为一匀晶相图,试根据相图确定:

    (1)

    wB=0.40的合金开始凝固出来的固相成分为多少?

    (2)若开始凝固出来的固体成分为wB=0.60,合金的成分为多少?

    (3)成分为wB=0.70的合金最后凝固时的液体成分为多少?

    (4)若合金成分为wB=0.50,凝固到某温度时液相成分wB=0.40,固相成分为wB=0.80,此时液相和固相的相对量各为多少?

    2.Mg—Ni系的一个共晶反应为:

    (570℃)

    设wNi1=C1为亚共晶合金,wNi2=C2为过共晶合金,这两种合金中的先共晶相的质量分数相等,但C1合金中的α总量为C2台金中α总量的2.5倍,试计算C1和C2的成分。

    3.

    根据A-B二元相图

    (1)

    写出图中的液相线、固相线、α和β相的溶解度曲线、所有的两相区及三相恒温转变线;

    (2)

    平衡凝固时,计算A-25B(weight%)合金(y’y线)凝固后粗晶β相在铸锭中的相对含量;

    (3)

    画出上述合金的冷却曲线及室温组织示意图。

    4.根据如图所示的二元共晶相图

    (1)分析合金I,II的结晶过程,并画出冷却曲线;

    (2)说明室温下合金I,II的相和组织是什么,并计算出相和组织组成物的相对含量?

    (3)如果希望得到共晶组织加上5%的b初的合金,求该合金的成分。

    (4)合金I,II在快冷不平衡状态下结晶,组织有何不同?

    5.指出下列相图中的错误:

    (a)

    (b)

    (c)

    (d)

    6.

    试述二组元固溶体相的吉布斯(Gibbs)自由能-成分曲线的特点?

    1.下图为一匀晶相图,试根据相图确定:

    (1)

    wB=0.40的合金开始凝固出来的固相成分为多少?

    (2)若开始凝固出来的固体成分为wB=0.60,合金的成分约为多少?

    (3)成分为wB=0.70的合金最后凝固时的液体成分约为多少?

    (4)若合金成分为wB=0.50,凝固到某温度时液相成分wB=0.40,固相成分为wB=0.80,此时液相和固相的相对量各为多少?

    第1题答案

    2.Mg—Ni系的一个共晶反应为:

    (570℃)

    设wNi1=C1为亚共晶合金,wNi2=C2为过共晶合金,这两种合金中的先共晶相的质量分数相等,但C1合金中的α总量为C2台金中α总量的2.5倍,试计算C1和C2的成分。

    第2题答案

    3.根据A-B二元相图

    (1)

    写出图中的液相线、固相线、α和β相的溶解度曲线、所有的两相区及三相恒温转变线;

    (2)

    平衡凝固时,计算A-25B(weight%)合金(y’y线)凝固后粗晶β相在铸锭中的相对含量;

    (3)

    画出上述合金的冷却曲线及室温组织示意图。

    第3题答案

    4.根据如图所示的二元共晶相图

    (1)分析合金I,II的结晶过程,并画出冷却曲线;

    (2)说明室温下合金I,II的相和组织是什么,并计算出相和组织组成物的相对含量?

    (3)如果希望得到共晶组织加上5%的b初的合金,求该合金的成分。

    (4)合金I,II在快冷不平衡状态下结晶,组织有何不同?

    第4题答案:

    第4题:

    5.指出下列相图中的错误:

    (a)

    (b)

    (c)

    (d)

    第5题答案:

    (a):

    α、γ相区间应有两相区。即相图中违反了“邻区原则”。

    (b):

    二元系中不可能有四相平衡,即违反了“相律”。

    (c):

    纯组元A在1个温度范围内结晶,这是违反相律的。

    (d):

    二元系中三相平衡时,3个相都必须有确定的成分。图中液相上的成分是范围,这是错误的。

    6.

    试述二组元固溶体相的吉布斯(Gibbs)自由能-成分曲线的特点?

    第6题答案:

    7.组元A和B的熔点分别为700℃和500℃,在液态完全互溶,在固态部分互溶形成α和β固溶体,其最大溶解度分别为为5%B和25%A(重量),在零度时溶解度则为2%B和5%A(重量)。两金属形成熔点为750℃的A2B化合物,A和B的原子量分别为30和50。在450℃和320℃分别发生液体成分为22%B和60%B(重量)的共晶转变。(1)试根据相律绘成平衡相图并标注各相区符号及特征点的温度和成分。(2)如果希望得到A2B化合物与β共晶组织加上5%的b初的合金,求该合金的成分。05硕士

    答案:(1)相图,x为A原子重量百分比。

    设合金的成分为x,由题意:Wβ初=(x-0.6)/(0.75-0.6)=5%

    x=5%*15%+60%=0.75%+60%=60.75%

    8.综述金属结晶过程形核的热力学条件、能量条件和结构条件。

    答:必须同时满足以下四个条件,结晶才能进行。

    (1)热力学条件为DG99.9%,无杂质和玻璃相;

    (2)添加0.1~0.5%MgO,在晶粒表面生成镁铝尖晶石,降低晶界移动速度,抑制晶粒生长;

    (3)在氢气或真空中烧结,促进气孔扩散;

    (4)采用热压烧结,提高制品致密度。

    8、试述烧结的推动力和晶粒生长的推动力,并比较两者之大小。

    答:烧结推动力是粉状物料的表面能(γsv)大于多晶烧结体的晶界能(γgb),即

    γsv>γgb。生长的推动力是晶界两侧物质的自由焓差,使界面向晶界曲率半径小的晶粒中心推进。烧结的推动力较大,约为4~20J/g。晶粒生长的推动力较小,约为0.4~2J/g,因而烧结推动力比晶粒生长推动力约大十倍。

    9、99%A12O3瓷的烧结实验测得在1350℃烧结时间为10min时,收缩率ΔL/L

    为4%;烧结时间为45min,收缩率为7.3%。试求这种氧化铝瓷烧结的主要传质方式是哪一种?

    答:Al2O3瓷烧结的主要传质方式是扩散传质。

    10、烧结推动力是什么?

    它可凭哪些方式推动物质的迁移,各适用于何种烧结机

    理?

    解:

    烧结的推动力从广义上讲是化学位移梯度,具体的是系统的表面能;主要以

    流动传质,扩散传质,气象传质,溶解

    -

    沉淀方式推动物质迁移。其中:固相烧结中传质机理:(1)

    流动传质

    (2)

    扩散传质

    (2)

    气相传质。液相烧结中的传质机理

    (1)

    流动传质

    (2)

    溶解-沉淀

    11、烧结过程是怎样产生的,各阶段的特征是什么?

    解:烧结过程是经过成型的固体粉状颗粒在加热到低于熔点温度的温度下,产生

    颗粒粘结;通过

    物质传递,使成型题逐渐变成具有一定几何形状和性能的整体的过程。

    烧结初期:颗粒仅发生重排和键和,颗粒和空隙形状变化很小,颈部相对变

    x/r<0.3

    ,线收缩率小于0.06

    烧结中期:(1)烧结中期,颈部进一步扩大,颗粒变形较大,气孔由不规则

    的形状逐渐变成由三个颗粒包围的,近似圆柱形的气孔,且

    气孔是联通的。

    (2)晶界开始移动,颗粒正常长大。与气孔接触的颗粒表面为空

    位源,质点扩散以体积扩散和晶界扩散为主而扩散到气孔表

    面,空位返乡扩散而消失。

    (3)坯体气孔率降为5%左右,收缩达90%。

    烧结末期:(1)进入烧结末期,气孔封闭,相互孤立,理想情况为四个颗粒包

    围,近似球状。

    (2)晶粒明显长大,只有扩散机理是重要的,质点通过晶界扩散和

    体积扩散,进入晶界间近似球状的气孔中。

    (3)收缩率达90~100%,

    密度达理论值的95%

    以上。

    12、下列过程中哪一个能使烧结体强度增大,而不产生坯体宏观上的收缩?

    试说

    明之。

    (a)蒸发冷凝;

    (b)

    体积扩散;

    (c)

    粘性流动;

    (d)

    表面扩散;

    (e)

    溶解沉淀

    解:a,d能使烧结体强度增大,而不会产生坯体宏观上的收缩。因为这两种物质

    传递仅涉及坯体表面形状的变化,而并没有涉及到坯体内部气孔体积的变化。这样,坯体表面颗粒间接触面积增大,粘附力增加,从而使烧结体强度增大,但不产生坯体宏观上的收缩。

    13、有人试图用延长烧结时间来提高产品致密度,你以为此法是否可行,为什么?

    解:延长烧结时间一般都为不同程度地促使烧结完成,但对粘性流动机理的烧结

    较为明显,而对体积扩散和表面扩散机理影响较小。对体积扩散和表面扩散,低温下以表面扩散为主,高温下以体积扩散为主,而表面扩散并不改变为坯体的致密度,因此,可适当延长高温烧结时间。另外,在烧结后期,不合理的延长烧结时间,有时会加剧二次再结晶作用,反而得不到充分致密的制品。

    14、材料的许多性能如强度、光学性能等要求其晶粒尺寸微小且分布均匀,工艺

    上应如何控制烧结过程以达到此目的?

    解:(1)

    晶粒的大小取决于起始晶粒的大小,烧结温度和烧结时间;

    (2)

    防止二次再结晶引起的晶粒异常长大。

    15、试分析二次再结晶过程对材料性能有何种效应?

    解:二次再结晶发生后,由于个别晶粒异常长大,气孔进入晶粒内部,成为孤立

    闭气孔,不易排除,使烧结速率降低甚至停止,坯体不再致密;加之大晶粒的晶界上有应力存在,使其内部易出现隐裂纹,继续烧结时坯体易膨胀而开裂,使烧结体的机械、电学性能下降。

    16、特种烧结和常规烧结有什么区别?

    试举例说明。

    解:常规烧结过程主要是基于颗粒间的接触与键合,以及在表面张力推动下物质

    的传递过程。其总体的推动力由系统表面能提供。这就决定了其致密化是有一定限度的。常规条件下坯体密度很难达到理论密度值。对于特种烧结,它是为了适应特种材料对性能的要求而产生的。这些烧结

    过程除了常规烧结中由系统表面能提供的驱动力之外,还由特殊工艺条件增加了系统烧结的驱动力,因此提高了坯体的烧结速率,大大增加了坯体的致密化程度。例如热压烧结,它是加压成型与加压烧结同时进行的一种烧结工艺。由于同时加温加压,有利于粉末颗粒的接触、扩散和流动等传质过程,降低了烧结温度和烧结时间,抑制了晶粒的长大。其容易获得接近理论密度、气孔率接近零的烧结体。

    17、(a)

    烧结MgO时加入少量FeO,在氢气氛和氧分压低时都不能促进烧结,

    只有在氧分压高的气氛下才促进烧结;

    (b)

    烧结Al2O3时,氢气易促进致密化而氮气妨碍致密化。试分析其原因。

    解:(a)

    对FeO,易形成负离子过剩型非化学计量化合物,其缺陷反应式为:

    112FeFe?O2(g)?2FeFe??OO?VFe

    或O2(g)?OO?VFe

    ?2h?,另外,22

    在MgO的烧结中是正离子起扩散起控制作用的烧结过程,因而氧气氛

    和氧分压较高是有利的。

    (b)

    烧结氧化铝Al2O3时,由于氢原子半径很小,扩散系数较大,易于扩散

    而有利于闭气孔的清除;而原子半径大的氮则由于其扩散系数较小难

    于扩散而阻碍烧结。

    18、某磁性氧化物材料被认为是遵循正常晶粒长大方程。当颗粒尺寸增大超出1μm

    的平均尺寸时,则磁性和强度等性质就变坏,未烧结前的原始颗粒大小为0.1μm

    。烧结30分钟使晶粒尺寸长大为原来的3倍。因大坯件翘曲,生产车间主任打算增加烧结时间。你想推荐的最长时间是多少?

    解:由D0=0.1μm

    和t=30min,D=3D0=0.3μm可得:D2-D02=kt,K=0.08/30μm2/min,

    D=1μm,12-(0.1)2=kt=0.08/30t,∴t=371.25min。

    固相烧结的主要传质方式有蒸发-凝聚传质和扩散传质,液相烧结的主要传质方式有溶解-沉淀传质和流动传质。固相烧结与液相烧结的共同点是烧结的推动力都是表面能;烧结过程都是由颗粒重排、物质传递与气孔充填、晶粒生长等阶段组成。不同点是:由于流动传质比扩散传质速度快,因而致密化速率高;固相烧结主要与原料粒度和活性、烧结温度、气氛成型压力等因素有关,液相烧结与液相数量、液相性质、液-固润湿情况、固相在液相中的溶解度等有关。

    一次渗碳体是从液态结晶时产生的,一般是较大的条块状,其大小和多少随合金的成份和冷却速度而定,在过共晶铁碳合金中常见到。这是一种金属间化合物,非金属的性质很明显,性能是硬而脆的,也就是常讲的Fe3C。生产中可通过长时间的高温扩散退火来进行消除。

    二次渗碳体在降温时因含碳量变化从奥氏体中而沿晶界析出的,多在过共析钢中出现,一般都是呈网状,由于对性能的影响不利,常可通过正火来打断二次渗碳体网,以改善性能。

    此外尚有三次渗碳体,这是在降温时因含碳量变化从铁素体中而沿晶界析出的,在各种钢中都可能出现,只是因为铁素体的碳溶解度变化不大,不易被发现,一般也是呈网状或断续网状。在多数钢中对性能的影响不大,但在低碳钢中有时会因三次渗碳体的出现使塑性下降很多,影响冲压、冷镦等到加工,这时可在加热到AC1以上然后的快速冷却来消除,也可用等温球化退火来处理使之球化。

    篇2:环己烷-乙醇气液平衡相图的绘制实验设计方案

    环己烷-乙醇气液平衡相图的绘制实验设计方案 本文关键词:环己烷,相图,乙醇,绘制,设计方案

    环己烷-乙醇气液平衡相图的绘制实验设计方案 本文简介:化工实验技能竞赛实验设计方案环己烷-乙醇气液平衡相图的绘制一.实验目的1.测定常压下环己烷-乙醇二元系统的气液平衡数据,绘制沸点-组成相图。2.掌握双组分沸点的测定方法,通过实验进一步理解分馏原理。3.掌握阿贝折射仪的使用方法。4.掌握用沸点仪测沸点的方法二.实验原理两种液体物质混合而成的两组分体系

    环己烷-乙醇气液平衡相图的绘制实验设计方案 本文内容:

    化工实验技能竞赛实验设计方案

    环己烷-乙醇气液平衡相图的绘制

    一.实验目的

    1.测定常压下环己烷-乙醇二元系统的气液平衡数据,绘制沸点-组成相图。

    2.掌握双组分沸点的测定方法,通过实验进一步理解分馏原理。

    3.掌握阿贝折射仪的使用方法。

    4.

    掌握用沸点仪测沸点的方法

    二.实验原理

    两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。根据两组分间溶解度的不同,可分为完全互溶、部分互溶和完全不互溶三种情况。两种挥发性液体混合形成完全互溶体系时,如果该两组分的蒸气压不同,则混合物的组成与平衡时气相的组成不同。当压力保持一定,混合物沸点与两组分的相对含量有关。

    恒定压力下,真实的完全互溶双液系的气-液平衡相图(T-x),根据体系对拉乌尔定律的偏差情况,可分为三类:

    (1)一般偏差:混合物的沸点介于两种纯组分之间,如甲苯-苯体系,如图1(a)所示。

    (2)最大负偏差:混合物存在着最高沸点,如盐酸-水体系,如图1

    (b)所示。

    (3)最大正偏差:混合物存在着最低沸点,如正丙醇—水体系,如图1(c))所示。

    图1

    二组分真实液态混合物气-液平衡相图(T-x)

    对于后两种情况,为具有恒沸点的双液系相图。它们在最低或最高恒沸点时的气相和液相组成相同,因而不能象第一类那样通过反复蒸馏的方法而使双液系的两个组分相互分离,而只能采取精馏等方法分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。

    为了测定双液系的T-x相图,需在气-液平衡后,同时测定双液系的沸点和液相、气相的平衡组成。

    本实验以环己烷-乙醇为体系,该体系属于上述第三种类型,在沸点仪(如图2)中蒸馏不同组成的混合物,测定其沸点及相应的气、液二相的组成,即可作出T-x相图。

    本实验中两相的成分分析均采用折光率法。

    折光率是物质的一个特征数值,它与物质的浓度及温度有关,因此在测量物质的折光率时要求温度恒定。溶液的浓度不同、组成不同,折光率也不同。因此可先配制一系列已知组成的溶液,在恒定温度下测其折光率,作出折光率-组成工作曲线,便可通过测折光率的大小在工作曲线上找出未知溶液的组成。

    三.仪器与试剂

    仪器

    数量

    仪器

    数量

    沸点仪

    1

    阿贝折射仪

    1

    调压变压器

    1

    滴管

    10ml量筒

    1

    试管

    移液管

    1

    擦镜纸

    若干

    超级恒温水浴

    1

    容量瓶

    6

    环己烷物质的量分数x环己烷为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0的环己烷-乙醇标准溶液,各种组成的环己烷-乙醇混和溶液。

    阿贝折射仪

    1.原理

    当一束单色光从各向同性的介质1中进入各向同性的介质2时,如果光线传播方向不垂直于二介质的界面,则会发生折射现象。见图。在温度、压力和光的波长一定的条件下,若入射角和折射分别为θ1和θ2,光在介质1和介质2中的传播速度分别为v1和v2,根据斯内尔(Snell)定律,可有下列关系式:

    式中n1,2,称为介质2对介质1的折射率。若介质1为真空,则n称为绝对折射率;即:

    式中,v真为光在真空中的传播速度,v介为光在介质中的传播速度。

    折射率不仅随物质不同而不同,而且还与光的波长、介质中的温度有关。光的波长通常选用589nm(纳米线D)。一般将波长标在折射率n的右下角,温度标在右上角,即ntD。应该指出压力对折射率亦有影响,对大多数液体试样,压力影响约为3×10﹣10/Pa,固体试样就更小,因此只有在精密测量中才予以校正。

    由(1)式可知,当n1,2>1时,入射角θ1必大于折射角,即光线由第一种介质进入第二种介质时必折回法线。在相同条件下,由于N1,2是常数,故当θ1增大时,θ2亦相应增大,当θ1=90°时,对应折射角θc称为临界折射角。见图。显然,对于入射角为0~90°的入射光线,折射后都相应落在临界折射角θc之内称为亮区,而θc之外则称为暗区,这时若在M处置一目镜,则镜上将出现半明半暗的图像。

    根据(1)和(2)式,则有

    式中n1、n2分别为介质1和介质2的绝对折射率。

    若介质1为试样,介质2为玻璃棱镜,且棱镜的折射率为意已知,由(3)式可见,只要测得θc即可求出试样折射率。阿贝折射仪就是根据这个原理而设计的。

    2.结构

    右图是阿贝折射仪的外形图,右下图是光的行程图。它的核心部分是由两块在折射率为1.75的玻璃棱镜组成的棱镜组。下边一块是辅助棱镜8(P1),其斜面是磨砂的。上面一块的是测量棱镜10的(P2),其斜面这是高度抛光的。两块棱镜之间留有微小缝隙(约0.1~0.15mm),其中可以铺展一层待测液体试样。入射光线经反射镜6反射至辅助棱镜8后,在其磨砂斜面上发生漫射,所产生的漫射光线透过是试样液层,在试样与测量棱镜的界面上发生折射,所有折射光线的折射角都落在临界折射角θc之内。具有临界折射的光线射出棱镜P2经阿密西(Amici)棱镜(A1、A2)消除色散,在经聚焦自己后射于目镜上,此时,若目镜的位置适当,则在目镜中可看到半明半暗的图像。在仪器构造上,刻度盘与棱镜组是同轴的。实验时,转动读书手柄,调节棱镜组的角度,使明暗分界线正好落在十字线的交叉点上,这时,从读数标尺上就可读出试样的折射率。

    由于实验使用的是白光,在其通过棱镜后,将产生色散现象,致使目镜中明暗界线不清。为此,在仪器的测量望远镜下方设计一套消色散装置,它由两块相同的可以反向转动的阿密西棱镜组成,调节两棱镜的相对位置就可使色散消失,这时所测得的折射率和用钠光D线索测得的折射率相同。

    因为折射率与温度有关,故在棱镜组外面装有恒温夹套,通以恒温水,则可测定物质在指定温度下的折射率。

    3.使用方法

    (1)、仪器安装:将阿贝折射仪安放在光亮处,但应避免阳光的直接照射,以免液体试样受热迅速蒸发。用超级恒温槽将恒温水通入棱镜夹套内,检查棱镜上温度计的读数是否符合要求(一般选用(20.0±0.1)℃或(25±0.1)℃)

    (2)、加样:旋开测量棱镜和辅助棱镜的闭合旋钮(十字形),使辅助棱镜的磨砂斜面处于水平位置,若棱镜表面不清洁,可滴加少量丙酮,用擦镜纸顺单一方向轻擦镜面(不可来回擦)。待镜面洗净干燥后,用滴管加数滴试样于辅助棱镜的毛镜面上,迅速合上辅助棱镜,旋紧闭合旋钮。若液体易挥发,动作要迅速,或先将两棱镜闭合,然后用滴管从加液空中注入试样(注意切勿将滴管折断在孔中)。

    (3)、调光:转动镜筒使之垂直,调节反射镜使入射光进入棱镜,同时调节目镜的焦距,使目镜中十字线清晰明亮。调节消色散补偿器(右侧旋钮)使目镜中彩色光带消失。再调节读数螺旋(左侧旋钮),使明暗的界面恰好同十字线交叉处重合。

    (4)、读数:从读数望远镜中读出刻度盘上的折射率数值。常用的阿贝折射仪可读至小数点后的第四位,为了使读数准确,一般应将试样重复测量三次,每次相差不能超过0.0002,然后取平均值。(左侧读数是液体浓度,右侧读数是液体的折射率)。

    (5)、实验完毕后,要注意保养。

    四.实验步骤

    1.工作曲线的测定

    用50ml容量瓶配制环己烷体积分数分别为0%,20%,40%,50%,60%,70%,80%,100%的环己烷-乙醇标准溶液。调节恒温槽温度并使其稳定,阿贝折射仪上的温度稳定在某一定值,测量环己烷-乙醇标准溶液的折射率。

    2.测定待测溶液沸点和折射率

    (1)测定溶液的沸点及平衡时气—液两相的折射率

    将干燥洁净的沸点仪装置好,检查带有温度计的软木塞是否塞紧。从支管加入约40ml环己烷于烧瓶中,将电阻丝接在输出电压14V左右的变压器上,将液体缓缓加热,当液体沸腾后,待温度稳定5分钟后记下沸点。

    (2)通过支管加入2ml乙醇,加热至沸腾,待温度计读数稳定5分钟不变时,记下沸点,并用手倾斜铁架台两到三次(目的是将气相冷凝倒回液相中,原因是刚沸腾使汽液两相并未达到平衡),当温度不变后,停止加热,用一支干燥的滴管,自冷凝管口伸入球形小室,吸取气相冷凝液(气相组成),再用一支干燥的滴管,从支管吸取溶液数滴(液相组成)。分别存放在事先准备好的干燥取样管中,立即盖好塞子,以防挥发。尽早测其折射率。

    (3)依次再加入乙醇8,10,15

    ml,按上述的方法测定溶液沸点和平衡时气-相折射率。

    (4)将沸点仪中溶液倒入回收瓶。通过支管加入少量的淋洗乙醇洗沸点仪,淋洗液倒回原瓶,用电吹风吹干沸点仪。

    (5)从支管加入40ml乙醇,用(1)法测定乙醇的沸点。

    (6)依次加入环己烷2,

    4,

    6,

    10

    ,10ml,用以上法测定平衡时的温度气相和液相的折射率。

    (7)拔出电源插头,关闭冷凝水。将沸点仪中液体倒入回收瓶,用淋洗乙醚淋洗,在用电吹风吹干。

    (8)将测出的气液相折射率,在工作曲线找到对应的百分组成并记录数据。

    五.数据处理

    1.工作曲线的测定

    恒温槽温度:

    ℃;

    大气压:

    kPa

    表1

    环己烷-乙醇标准溶液的折射率

    环己烷体积分数%

    0

    20

    40

    50

    60

    70

    80

    100

    环己烷摩尔分数x环%

    折射率

    1

    2

    3

    平均

    2测待测液折射率及其沸点

    表2

    环己烷-乙醇混和液测定数据

    环己烷-乙醇混合液(ml-ml)

    沸点℃

    气相组成

    液相组成

    折射率nD

    X环%

    折射率nD

    X环%

    乙醇

    环己烷

    1

    2

    3

    平均

    1

    2

    3

    平均

    0

    40

    2

    8

    10

    15

    40

    0

    2

    4

    6

    10

    10

    1.作出环己烷-乙醇标准溶液的折射率-组成关系曲线。

    2.根据工作曲线值求出各待测溶液的气相和液相平衡组成,填入表中。以组成为横轴,沸点为纵轴,绘出气相与液相的沸点-组成(T-x)平衡相图。

    3.由图找出其恒沸点及恒沸组成。

    六.注意事项

    1.加热电阻丝一定要被欲测液体浸没,否则通电加热时可能会引起有机液体燃烧;所加电压不能太大,加热丝上有小气泡逸出即可。

    2.取样时,先停止通电再取样。

    3.每次取样量不宜过多,取样管一定要干燥,不能留有上次的残液,气相部分的样品要取干净。

    4.阿贝折射仪的棱镜不能用硬物触及(如滴管),擦拭棱镜需用擦镜纸

    5.阿贝折射仪使用时要注意保护棱镜,清洗时只能用擦镜纸而不能用滤纸等。加试样时不能将滴管口触及镜面。对于酸碱等腐蚀性液体不能使用阿贝折射仪。

    6.

    阿贝折射仪每次测定时,试样不可加得太多,一般只需要2~3滴即可。

    7.

    阿贝折射仪要注意保持仪器清洁,保护刻度盘。每次实验完毕,要在镜面上加几滴丙酮,并用擦镜纸擦干。最后用两层擦镜纸夹在两棱镜面之间,以免镜面损坏。

    8.

    阿贝折射仪读数时,有时在目镜中观察不到清晰的明暗分界线,而是畸形的,这是由于棱镜间未充满液体;若出现弧形光环,则可能是由于光线未经过棱镜而直接照射到聚光透镜上。

    9.

    阿贝折射仪若待测试样折射率不在1.3~1.7范围内,则阿贝折射仪不能测定,也看不到明暗分界线。

    七、参考文献

    1.仲恺农业工程学院化学化工学院物理化学实验讲义《双液系气-液平衡相图的测绘》。

    2.

    http://www.jsfw8.com/p-201229287592.html

    3.

    http://www.jsfw8.com/p-78847438890.html

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