CN214427321U - 实验教学用常压双液系气液沸点仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种实验教学用常压双液系气液沸点仪，包括蒸馏瓶，所述蒸馏瓶瓶底设有漏液管，漏液管上设置放液活塞；所述蒸馏瓶内设有内热式加热管，所述内热式加热管通过具塞加热管插入口连接至控制器；还包括温度探头，所述温度探头通过具塞温度探头插入口连接至控制器；所述蒸馏瓶瓶身还设有具塞加液口；所述蒸馏瓶还连接有冷凝管。相比较于现有技术，本申请实验教学用常压双液系气液沸点仪的蒸馏瓶底部设有放液活塞，方便将所测液体放空流出，操作方便快捷、提高了实验效率，作为教学实验仪器，保障了学生操作的安全性、耐用性，减少了频繁倾倒仪器排液造成的部件老化磨损。
Description
技术领域
本实用新型属于蒸馏取样实验器械，特别涉及一种实验教学用常压双液系气液沸点仪。
背景技术
两种液体能在任意浓度范围内完全相溶的体系称完全互溶的双液体系。根据Gibbs相律：
f＝K-Φ+2 (1)
式(1)中：f为体系的自由度；K为体系中的组分数；Φ为体系中的相数；2是指压力p和温度T两个变量。对于定压下的二组分液态混合物，相律可表示为：
f＝3-Φ (2)
在大气压力下，液体的蒸气压和外压相等时，平衡温度即为沸点。对于完全互溶的双液体系，当气液两相平衡时，Φ＝2，f＝1。即完全互溶的双液体系在定压下并没有固定的沸点，为一沸程，并且沸程是和溶液的组成有关的，即沸程T是溶液的组成x的函数。
完全互溶的双液体系，由于两种液体的蒸气压不同，溶液的液相组成x与溶液上方的气相组成y是不同的，测定溶液在沸腾时的温度T及气相组成x和液相组成y，可绘制出溶液的气-液平衡相图，即T-x-y图。
但是现有的主流沸点仪，在蒸馏瓶部分，普遍缺乏放液活塞部件。对于外热式沸点仪，加热部件在蒸馏瓶外，为保证高恒温质量、操作方便、放液无残留等，放液活塞无法设计，目前只能采用旧式放液方式，每次测量完成后均需倾倒仪器设备，实验操作繁琐，且频繁倾倒仪器设备易造成设备连接部件老化磨损。对于内热式沸点仪，加热蒸馏瓶时活塞也会受热，若活塞材质与蒸馏瓶材质一致(玻璃或磨口玻璃)，则可能因冷热原因出现活塞过紧磨死；若材质一致但涂抹硅脂或甘油，则可能因冷热原因导致待测样品受污染；若活塞与蒸馏瓶采用不同材质，则可能存在热胀冷缩系数不同导致的漏液等情况。
实用新型内容
实用新型目的：针对上述现有技术中存在的技术问题，本申请提供了一种实验教学用常压双液系气液沸点仪。
技术方案：本申请所述的一种实验教学用常压双液系气液沸点仪，包括蒸馏瓶，所述蒸馏瓶瓶底设有漏液管，漏液管上设置放液活塞；所述蒸馏瓶内设有内热式加热管，所述内热式加热管通过具塞加热管插入口连接至控制器；还包括温度探头，所述温度探头通过具塞温度探头插入口连接至控制器；所述蒸馏瓶瓶身还设有具塞加液口；所述蒸馏瓶还连接有冷凝管。
所述内热式加热管置于蒸馏瓶底部，可为棒状，也可为环形。
所述具塞加热管插入口、具塞温度探头插入口、具塞加液口均设置在蒸馏瓶上半部分。并且，所述具塞加热管插入口、具塞温度探头插入口、具塞加液口的活塞材质根据所测液体可为橡胶、塑料，优选聚四氟乙烯材质；可为螺纹式设计，以保证气密性。
所述漏液管长度为3～10cm，所述放液活塞离瓶底距离为1～6cm。优选的，以环己烷-乙醇二元液态混合物为待测物时，优选的离瓶底距离为约2～3cm；以水溶液等为待测物时，优选的离瓶底距离为约3～5cm。
所述温度探头可为电子式，也可为温度计，温度探头外包裹多孔玻璃以保护温度探头所测环境的稳定性，增加测温准确性。其原理在于：温度探头一半在溶液中，一半在气相，用于测定气-液平衡时温度。但是气-液动态平衡时，不停有液体沸腾，也不停有气体冷凝，导致探头部分温度环境不稳定。增加多孔玻璃套环保护后，并不妨碍探头测温，但可显著阻止频繁蒸发-冷凝的气-液环境对温度探头的影响。
上述内热式加热管和温度探头均为可拆卸设计，便于更换。
所述冷凝管可为直形冷凝管，也可为球形冷凝管，材质为玻璃材质。
所述冷凝管内管底部设有一回流小腔，用于接收沸点时，沸腾后又冷凝回流进小腔的少量物质。
针对现有沸点仪的加热、测温部分分散，且保护较差，电线、线头较多且多为暴露，存在诸多安全风险，本申请将控制器设计为集成式控制器。
所述集成式控制器包括加热模块和测温模块，所述加热模块和测温模块通过集成式控制器总开关控制。对应的，上述温度探头连接至测温模块，内热式加热管连接至加热模块。
所述加热模块为XC-5135V型测压模块和JM-250W-36型加热电源，所述测温模块为XH-W1323，所述集成式控制器总开关为S-15-12型开关。
所述集成式控制器通过防泼溅防腐蚀外壳进行封装保护，提高了操作的安全性，并保障了试验设备的使用寿命。
有益效果：相比较于现有技术，本申请实验教学用常压双液系气液沸点仪的蒸馏瓶底部设有放液活塞，方便将所测液体放空流出，操作方便快捷、提高了实验效率，作为教学实验仪器，保障了学生操作的安全性、耐用性，减少了频繁倾倒仪器排液造成的部件老化磨损。
附图说明
图1是本申请实验教学用常压双液系气液沸点仪结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作出详细说明。
如图1所示的实验教学用常压双液系气液沸点仪，包括蒸馏瓶1，蒸馏瓶1瓶底设有漏液管，漏液管上设置放液活塞2，其中，漏液管长度为3～10cm，放液活塞2离瓶底距离为1-6cm；蒸馏瓶1底部设有内热式加热管3，通过具塞加热管插入口4置入和取出，并连接至集成式控制器；还包括包裹多孔玻璃的温度探头5，通过具塞温度探头插入口7置入和取出，并连接至集成式控制器12；蒸馏瓶1瓶身上部还设有具塞加液口6；蒸馏瓶1还连接有直形冷凝管8，冷凝管8内管底部设有一回流小腔9。上述具塞加热管插入口4、具塞温度探头插入口7、具塞加液口6均设置在蒸馏瓶1上半部分，具塞加热管插入口4、具塞温度探头插入口7、具塞加液口6的活塞材质为橡胶、塑料，螺纹式设计以保证气密性。
其中，集成式控制器12包括加热模块13和测温模块14，加热模块13和测温模块14通过集成式控制器总开关15控制，其中，加热模块13为XC-5135V型测压模块和JM-250W-36型加热电源，测温模块14为XH-W1323，集成式控制器总开关15为S-15-12型开关。上述温度探头5与测温模块14电连接，内热式加热管3与加热模块13电连接。上述集成式控制器12通过防泼溅防腐蚀外壳进行封装保护。
以乙醇-环己烷的常压双液系气液平衡相图数据测量中的蒸馏取样操作：
(1)打开集成式控制器总开关S-15-12，预热约5min并较正；
(2)自具塞加液口6向蒸馏瓶1中加入环已烷-乙醇混合液样品；于具塞温度探头插入口7处调节温度探头5高度，确保温度探头一半浸没在待测液中，一半暴露在待测液上方空气中；于具塞加热管插入口4处调节内热式加热管3位置，确保加热管3完全浸没在待测液中，同时不接触温度探头5；
(3)以“下进上出”接通冷凝管8的进水口10和出水口11的冷却水；开启集成式控制器总开关15，调节加热模块在合适的加热功率，加热使液体缓缓沸腾并回流；
(4)冷凝管8中的大部分冷凝液都会回流入蒸馏瓶1中，只有少量留在回流小腔9中，这部分液体代表的是气相组成；最初的冷凝液并不能代表平衡时的气相组成，故需将具冷凝管8的蒸馏瓶1主体略作倾斜，使回流小腔9中的回流液倾回蒸馏瓶1中，该操作重复2～3次后，待测温模块的读数保持恒定或在某个较小范围内规律性波动时，体系达气-液平衡；
(5)体系达气-液平衡后，记录记下测温模块的读数T并停止加热；用一支玻璃胶头吸管从冷凝管8上部插入回流小腔9中吸出冷凝液并测量其组成配比y，y代表气相组成；用另一支玻璃胶头吸管从自具塞加液口6吸出少许溶液并测量其组成配比x，x代表液相组成；此即为一组T-x-y数据；
(6)打开放液活塞2，使蒸馏瓶1内待测液流出；收集待测液，并对仪器装置作必要清洁工作；
(7)用同样的方法重复操作“(2)～(6)”操作，依次测定其它组成的环已烷-乙醇待测液的平衡沸腾温度T及平衡液相组成x与平衡气相组成y，得到多组T-x-y数据；并以该数据绘制环已烷-乙醇二元液态混合物的气-液平衡相图。
Claims (6)
1.一种实验教学用常压双液系气液沸点仪，其特征在于，包括蒸馏瓶(1)，所述蒸馏瓶(1)瓶底设有漏液管，漏液管上设置放液活塞(2)；所述蒸馏瓶(1)内设有内热式加热管(3)，所述内热式加热管(3)通过具塞加热管插入口(4)连接至控制器(12)；还包括温度探头(5)，所述温度探头(5)通过具塞温度探头插入口(7)连接至控制器(12)；所述蒸馏瓶(1)瓶身还设有具塞加液口(6)；所述蒸馏瓶(1)还连接有冷凝管(8)。
2.根据权利要求1所述的实验教学用常压双液系气液沸点仪，其特征在于，所述具塞加热管插入口(4)、具塞温度探头插入口(7)、具塞加液口(6)均设置在蒸馏瓶(1)上半部分。
3.根据权利要求1所述的实验教学用常压双液系气液沸点仪，其特征在于，所述漏液管长度为3～10cm，所述放液活塞(2)离瓶底距离为1～6cm。
4.根据权利要求1所述的实验教学用常压双液系气液沸点仪，其特征在于，所述温度探头(5)通过多孔玻璃保护。
5.根据权利要求1所述的实验教学用常压双液系气液沸点仪，其特征在于，所述控制器(12)为集成式控制器，包括加热模块(13)和测温模块(14)，所述加热模块(13)和测温模块(14)通过集成式控制器总开关(15)控制。
6.根据权利要求5所述的实验教学用常压双液系气液沸点仪，其特征在于，所述加热模块为XC-5135V型测压模块和JM-250W-36型加热电源，所述测温模块为XH-W1323，所述集成式控制器总开关为S-15-12型开关。
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