三组分体系等温相图的绘制.
三组分液-液系统相图的绘制
三组分液-液系统相图的绘制
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. 用溶解度法作出苯-乙酸-水体系的相图。
二、实验原理
对于三组分体系C=3,当处于恒温恒压条件时,根据相律,其自由度*f为:
*
=3
f-
P
式中,P为体系的相数。体系最大条件自由度max
*
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,通常是用等边三角形坐标表示,称之为三元相图。如图2-6所示。等边三角形的三个顶点分别表示纯物质A、B、C,三条边AB、BC、CA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2-6中,P点的组成表示如下:
经P点作平行于三角形三边的直线,并交三边于a、b、c三点。若将三边均分成100等份,则P点的A、B、C组成分别为:A%=Pa=Cb,B%=Pb=Ac,C%=Pc=Ba。
苯-乙酸-水是属于具有一对共轭溶液的三液体体系,即三组分中二对液体A和B,A和C完全互溶,而另一对液体B和C只能有限度的混溶,其相图如图2-7所示。
图2中,E、K2、K1、P、L1、L2、F点构成溶解度曲线,K1L1和K2L2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。曲线外是单相区。因此,利用体系在相变化时出现的清浊现象,可以判断体系中各组分间互溶度的大小。一般来说,溶液由清变浑时,肉眼较易分辨。所以本实验是用向均相的苯-乙酸体系中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。
实验一、三组分液-液体系相图的绘制
一级反应的速率方程可由下式表示
dc kc dt
积分可得: 1nc=-kt+1nc0
(1)
(2)
当C=
1 2
C时0 ,时间t可用t1/2表示,即为半衰期:
t1/ 2
1n2 K
0.693 K
(3)
15
但蔗糖及其转化产物具有旋光性,而且它们的旋光能力不同, 故可以利用系统在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。
23
【实验原理】
(1)溶液的界面吸附
纯液体和其蒸气组成的体系
体相分子:自由移动不消耗功 g
表面分子:
液体有自动收缩表面
l
而呈球形的趋势。
γ
G A
(J m2 )
T ,P ,nB
比表面自由能(表面张力)
24
溶液: 体系可调节溶质在表面相的浓度来降低 表面自由能。
表面吸附:表面层与体相浓度不相同的现象。
度下纯水的表面张力见附录14。 (3) 按式(7-66)计算不同浓度正丁醇溶液的
表面张力。
31
(4)作 ~c/c曲线,在曲线上分别取c / c为0.03,
0.05,0.10,0.15,0.20,0.30,0.40的点作
切线,求切线斜率 d 。
dc / c 由(7-64)式计算不同浓度溶液的吸附量 i
实验一、三组分液-液体系相图的绘制
三组分系统的相图及其应用
到达 l4 时有金属Bi析出 l2l4 , l3l4 , l1l4 汇聚于 l4 l4 是四相共存
Sn(s) Pb(s) Bi(s) 熔液
l1
l4 l2
f* 0
温度再降低,液相消失,三固体共存。
三组分低共熔系统的相图
用步冷轨迹在底面 Bi
D
Pb
473K 423K 423K 473K 523K
加入水的合适的量以 及能得到B(s)的量都可以 用杠杆规则求算。
如果Q点在AS线右边,用这种方法只能得到纯C(s)。
(2)有复盐形成的系统
当B,C两种盐可以生 成稳定的复盐D的相图
一个单相区: AEFGH为不饱和溶液
三个两相区:BEF, DFG和CGH 两个三相区: BFD,DGC
三条饱和溶解度曲线:EF,FG,GH
这时两层溶液界面 消失,成单相。
组成帽形区的 aOb 曲线称为双结点溶解度曲 线或双结线
T - x1,x2 图
将三液体中有一对部分互 溶的系统画成正三棱柱形立体 图,纵坐标为温度,每个水平 截面为正三角形组成图。
温度不断升高,互溶程度 加大,两液相共存的帽形区逐 渐缩小
最后到达K点,成均一单相
将所有等温下的双结线连成一个曲面,在这 曲面之内是两相区。
等边三角形坐标表示法
在等边三角形上,沿 反时针方向标出三个顶点
三组分体系等温相图的绘制
三组分等问题系相图的绘制
一、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*f 为 *f =3-φ
式中,φ为体系的相数。体系的最大条件自由度max
*
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,成、称为三元相图。通常用等边三角形坐标表示
。
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A 、C 和A 所组成的二组分体系的组成,三角形内任一点都表示三组分体系的组成。图中的P 点,其组成表示如下:
经P 点作平行于三角形三条边的直线,并交三边于a 、b 、c 三点。若将三边均分成100等分,则P 点的A 、B 、C 组成分别为:A%=Pa=Cb,B%=Pb=Ac,C%=Pc=Ba.
苯-醋酸-水时属于具有一对共轭溶液的三液体体系相图,即三组份体系中两对液体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2:
图2中,E 、K 2、K 1、P 、L 1、L 2、F 点够长城溶解度曲线,K 1L 1、K 2L 2等是连接线。溶解度曲线内是两相区,即一层时苯在水中的饱和溶液,另一层是水在苯中的饱和溶液。曲线外是单相区。因此,利用体系在相变化时清浊现象的出现,可以判断体系中各组分互溶度的大小。一般由清变浊,肉眼较易分辨。所以本实验是向均相的苯-醋酸体系滴加水使之变成二相混合物的方法,确定二相的相互溶解度。
二、仪器药品
1、仪器
具塞锥形瓶(100ml)2只;(25ml)4只;酸式滴定管(20ml)1只;碱式滴定管
三组分相图的绘制
实验三组分相图的绘制
一实验目的
绘制苯一醋酸一水体系的互溶度相图。为了绘制相图就需通过实验获得平衡时,各相间的组成及二相的连结线。即先使体系达到平衡,然后把各相分离,再用化学分析法或物理方法测定达成平衡时各相的成分。但体系达到平衡的时间,可以相差很大。对于互溶的液体,一般平衡达到的时间很快;对于溶解度较大,但不生成化合物的水盐体系,也容易达到平衡;对于一些难溶的盐,则需要相当长的时间,如几个昼夜。由于结晶过程往往要比溶解过程快得多,所以通常把样品置于较高的温度下,使其较多溶解,然后把它移放在温度较低的恒温槽中,令其结晶,加速达到平衡。另外摇动、搅拌、加大相界面也能加快各相间扩散速度,加速达到平衡。由于在不同温度时的溶解度不同,所以体系所处的温度应该保持不变。
二实验原理
水和苯的互溶度极小,而醋酸却与水和苯互溶,在水和苯组成的二相混合物中加入醋酸,能增大水和苯之间的互溶度,醋酸增多,互溶度增大。当加入醋酸到达某一定数量时,水和苯能完全互溶。这时原来二相组成的混合体系由浑变清。在温度恒定的条件下,使二相体系变成均相所需要的醋酸量,决定于原来混合物中水和苯的比例。同样,把水加到苯和醋酸组成的均相混合物中时,当水达到一定的数量,原来均相体系要分成水相和苯相的二相混合物,体系由清变浑。使体系变成二相所加水的量,由苯和醋酸混合物的起始成分决定。因此利用体系在相变化时的浑浊和清亮现象的出现,可以判断体系中各组分间互溶度的大小。一般由清变到浑,肉眼较易分辨。所以本实验采用由均相样品加人第三物质而变成二相的方法,测定二相间的相互溶解度。
三组分液-液系统相图的绘制
三组分液-液系统相图的绘制
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. 用溶解度法作出苯-乙酸-水体系的相图。
二、实验原理
对于三组分体系C=3,当处于恒温恒压条件时,根据相律,其自由度*f为:
*
=3
f-
P
式中,P为体系的相数。体系最大条件自由度max
*
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,通常是用等边三角形坐标表示,称之为三元相图。如图2-6所示。等边三角形的三个顶点分别表示纯物质A、B、C,三条边AB、BC、CA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2-6中,P点的组成表示如下:
经P点作平行于三角形三边的直线,并交三边于a、b、c三点。若将三边均分成100等份,则P点的A、B、C组成分别为:A%=Pa=Cb,B%=Pb=Ac,C%=Pc=Ba。
苯-乙酸-水是属于具有一对共轭溶液的三液体体系,即三组分中二对液体A和B,A和C完全互溶,而另一对液体B和C只能有限度的混溶,其相图如图2-7所示。
图2中,E、K2、K1、P、L1、L2、F点构成溶解度曲线,K1L1和K2L2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。曲线外是单相区。因此,利用体系在相变化时出现的清浊现象,可以判断体系中各组分间互溶度的大小。一般来说,溶液由清变浑时,肉眼较易分辨。所以本实验是用向均相的苯-乙酸体系中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。
超详细三组分体系相图的制备实验
中国石油大学化学原理Ⅱ实验报告
实验一三组分体系相图的制备
一.实验目的
制备等温、等压下苯-水-乙醇三组分体系相图。
二.实验原理
三组分体系的组成可用等边三角坐标表示。等边三角形三个顶点分别代表纯组分 A、B 和C,则AB 线上各点相当于A 和B 组分的混合体系,BC 线上各点相当于B和C的组分的混合体系。AC 线上各点相当于A和C的组分的混合体系。
在苯-水-乙醇三组分体系中,苯与水是部分互溶的,而乙醇和苯、乙醇和水都是完全互溶的。设由一定量的苯和水组成一个体系,其组成为K,此体系分为两相:一相为水相,另一项为苯相。当在体系中加入乙醇时,体系的总组成沿AK 线移至N 点。此时乙醇溶于水相及苯相,同时乙醇促使苯与水互溶,故此体系由两个分别含有三个组分的液相组成,但这两个液相的组成不同。若分别用b1、c1 表示这两个平衡的液相的组成,此两点的连线成为连系线,这两个溶液称为共轭溶液。代表液-液平衡体系中所有共轭液相组成点的连线称为溶解度曲线(如图1-1)。曲线以下区域为两相共存区,其余部分为均相区。此图称为含一对部分互溶组分的三组分体系液-液平衡相图。
图1-1 三组分体系液-液平衡相
按照相律,三组分相图要画在平面上,必须规定两个独立变量。本实验中,它们分别是温度(为室温)和压力(为大气压)。
三.实验仪器与药品
1.仪器
25mL 酸式滴定管2支,5mL 移液管1支,50mL 带盖锥形瓶8个。
2.药品
苯(分析纯),无水乙醇(分析纯),蒸馏水。
四.实验步骤
1.取8 个干燥的50mL 带盖锥形瓶,按照记录表格中的规定体积用滴定管及移液管配制6种不同浓度的苯-乙醇溶液,及两种不同浓度的水-乙醇溶液。
实验三--三组分系统相图
❖ 3) 通过顶点的任一条线上,离顶点越近, 代表顶点组分的含量越多,反之亦然。例如 图2的M点中含A多;N点中含A少 。
图2 等边三角形图示规律
6
❖ 4) 若把任意两个三组分系统(其物系点分别为图 3中的M和N)混合成一个新的物系(图3中的O点 ),则O点一定在MN的连线上。O点的位置靠近 量多的物系点,可用杠杆规则求算。
从杠杆规则可知,加入的乙酸正丁酯乙醇混合物质质量WE与G液的质量WG之比 符合FG/EF=WE/WG,通过实验数据,即可 知的比值,过E点作互溶度曲线的割线,使 线段符合上式,从而可确定G点得位置, 连接G点与原系统总组成H点并延长交曲线 于点,既得连接线GI。
9ຫໍສະໝຸດ Baidu
四 实验步骤
❖ 1.互溶度曲线的测定
❖ 4.若通过三角坐标图内部的一个物系点分别作两 个侧边的平行线与底边相交,就将底边分为三段 。中间段的长度表示A组分的含量;右边段表示 图1 三角坐标图表示的A、B、C三组分 B组分的含量;左边段表示C组分的含量。
5
❖ 等边三角形图示规律:
❖ 1) 在平行于底边的任意一条线上,所有代 表物系的点含顶角组分的质量分数相等。例 如图2中的D,O,Q 物系点,含A的质量分 数相同。
三组分液-液系统相图的绘制
三组分液-液系统相图的绘制
1.熟悉相律,掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。
2.用溶解度法作出苯-乙酸-水
体系的相图。二、实验原理
对于三组分体系c=3,当处于恒温恒压条件时,根据相律,其自由度f*为:
f*=3-p
式中,p为体系的相数。体系最大条件自由度f*max=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,通常是用等边三角形坐标表示,称
之为三元相图。如图2-6所示。等边三角形的三个顶点分别表示纯物质a、b、c,三条边ab、bc、ca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2-6中,p点的组成表示如下:
经p点作平行于三角形三边的直线,并交三边于a、b、c三点。若将三边均分为100
等份,则p点的a、b、c共同组成分别为:a%=pa=cb,b%=pb=ac,c%=pc=ba。
苯-乙酸-水是属于具有一对共轭溶液的三液体体系,即三组分中二对液体a和b,a
和c完全互溶,而另一对液体b和c只能有限度的混溶,其相图如图2-7所示。
、k2、k1、p、l1、l2、f点形成溶解度曲线,k1l1和k2l2
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。曲线外是单相区。因此,利用体系在相变化时出现的清浊现象,可以判断
体系中各组分间互溶度的大小。一般来说,溶液由清变浑时,肉眼较易分辨。所以本实验
是用向均相的苯-乙酸体系中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。三、仪器药品
三元体系相图的绘制
实验五三元体系(H2O-HAC-CHCl3)相图的绘制
一.实验目的:
1.熟悉相律和利用等边三角形坐标表示三组分相图的方法。
2.用溶解度法绘制具有一对共轭溶液的三组分相图,并绘制连接线。
二、基本原理:
根据相律,f=c-φ+2=3+2-φ=5-φ,若指定温度和压力,则f**=3-φ,f**最多为2,可用平面图来表示。
图1 (a)图1(b)
图2
(1)物系点组成的确定:
在定温定压下,三组分体系的状态和组成之间的关系通常可用等边三角形坐标来表示,如图1(a),等边三角形三顶点A、B和C分别表示三个纯物质,AB,BC及CA三边分别表示A和B,B和C以及C和A所组成的二组分组成。三角形内任一点,则表示三组分的组成。如O点的组成:A%=Cc’,B%=Aa’,C%=Bb’。即各物种的组成为过物系点O做各顶点对边的平行线。又因为各物种总的百分组成为100%,三角形为等边三角形,所以又可以由其中的一条边表示各组分的百分组成,如图1中(b)所示。当然,
给出一定组成的溶液百分比,按照上述表示方法,也应该能找出对应的物系点。
(2)溶解度曲线的绘制
对于具有一对共轭溶液的三液系相图,如图2,该三液系相图中A和B,A和C为完全互溶而B和C为部分互溶,曲线abc为溶解度曲线。曲线上方为单相区,曲线下方为二相区,物系点落在二相区内,即分为二相,如X 点则分成组成为E和F的二相,而EF线称为连接线。
对于溶解度曲线的绘制,本实验是先以完全互溶的两个组分(如A和C),以一定的比例混合所组成的均相溶液,如图2上的N点,滴加入组分B,根据平衡相图的直线规则,物系点则沿着NB移动,直至溶液变混,即为L点。再加入A,物系点由LA上升至N’点而变清。再加入B,此时物系点又沿着N’B由N’移动至L’而再次变混,再滴加A使变清……,如此反复,最后连接L,L’,L’’……即可画出溶解度曲线。
实验2 三组分液—液相图的绘制
实验2 三组分液—液相图的绘制
实验目的
1熟悉相律,掌握由三角形坐标法表示的三组分系统相图。
2 用溶解度法作出具有一对共轭溶液的正戊醇—醋酸—水系统的相图。
基本原理
三组分系统组分数K=3, 当系统处于恒温恒压条件时,根据相律, 系统的条件自由度为:
φ-=*3f
式中φ为系统的相数。系统最大条件自由度为213max =-=*
f , 因此,浓度变量最多只有两
个, 可用平面图表示系统的状态和组成间的关系, 称三组分相图。通常用等边三角形坐标表示,如图1所示。等边三角形顶点分别表示纯物质A 、B 、C, AB 、BC 、CA 三条边分别表示A 和B 、B 和C 、C 和A 所组成的二系统组成, 三角形内任何一点都表示三族分系统的组成。将三角形的每一边分为100等份, 通过三角形内任何一点O 引平行各边直线, 根据几何原理,a+b+c=AB=BC=CA=100%, 因此O 点组成可用a 、b 、c 来表示。即O 点表示的三个组成的百分组成为B%=b, C%=c, A%=a 。如果已知三组分中任两个百分组成,只须作两条平行线,其交点就是被测系统的组成点。
在正戊醇—醋酸—水三组分系统中, 正戊醇和水几乎完全不互溶的,而醋酸和正戊醇及醋酸和水都是互溶的, 在正戊醇和水系统中加入醋酸则可促使正戊醇和水的互溶。由于醋酸在正戊醇层和水层中非等量分配,因此,代表两层浓度的a 、b 点的连线并不一定与底边平行(如图2) 。设加入的醋酸后系统总组成为c, 平衡共存的两相叫共轭溶液,其组成由通过c 的连线上的a 、b 两点表示 。 图中曲线以下区为两相共存区,其余部分为单相区。
三组分体系相图绘制
精品
实验八三组分体系等温相图的绘制
一、目的要求
1. 熟悉相律,掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。
2. 掌握用溶解度法绘制相图的基本原理。
二、实验原理
对于三组分体系,当处于恒温恒压条件时,根据相律,其自由度f*为:f*=3-Φ式中,Φ为体系的相数。体系最大条件自由度f*max=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,通常是用等边三角形坐标表示,称之为三元相图。如图2-8-1所示。
等边三角形的三个顶点分别表示纯物A、B、C,三条边AB、BC、CA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2-8-1中,P点的组成表示如下:
经P点作平行于三角形三边的直线,并交三边于a、b、c三点。若将三边均分成100等份,则P点的A、B、C组成分别为:A%=Pa=Cb,B%=Pb=Ac,C%=Pc=Ba。
精品
苯-醋酸-水是属于具有一对共轭溶液的三液体体系,即三组分中二对液体A和B,A和C完全互溶,而另一对液体B和C只能有限度的混溶,其相图如图2-8-2所示。
图2-8-1 等边三角形法表示三元相图图2-8-2 共轭溶液的三元相图图2-8-2中,E、K2、K1、P、L1、L2、F点构成溶解度曲线,K1L1和K2L2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。曲线外是单相区。因此,利用体系在相变化时出现的清浊现象,可以判断体系中各组分间互溶度的大小。一般来说,溶液由清变浑时,肉眼较易分辨。所以本实验是用向均相的苯-醋酸体系中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。
三液系相图的绘制
实验四三液系(三氯甲烷—醋酸—水)相图的绘制
姓名:余强班级:09化工学号:20095053007 组别:第1组日期:10、21
一、实验目的
1、熟悉相律和三角形坐标表示三组分相图的方法。
2、用溶解法绘制具有一对共轭溶液的三组分相图。
二、实验原理
在定温定压下,三组分体系的状态和组成之间的关系通常可用等边三角形坐标表示,如图1所示。
等边三角形三顶点分别表示三个纯物A、B、C。AB、BC、CA三边分别表示A和B、B和C、C和A所组成的二组分体系的组成。三角形内任一点则表示三组分体系的组成。如O点的组成为A%=Cc、B%=Aa、C%=Bb。
具有一对共轭溶液的三组分体系的相图如图2所示。该三液系中,A和B及A和C完全互溶,而B和C部分互溶。曲线abd是溶解度曲线。曲线外是单相区,曲线内是两项区。
本实验先在完全互溶的两组分以一定的比例混合所成是均相溶液(如图2中的N 点)中加入组分B,物系点则沿着NB线移动,直至溶液变浑,即为L点。然后加入A,物系点沿着LA上升至N′点变清。再加入B,物系点又沿N′B由N′点移至L′点而变清……。如此重复,最后连接L,L′,L″……,即可绘出其溶解度曲线。
三、仪器和药品
1、仪器
滴定管(50ml,碱式) 1支锥形瓶(100ml) 2个
移液管(5ml,刻度) 1支洗耳球 2个
移液管(10ml,刻度) 2支
2、药品
氯仿(分析纯)密度1.47g/ml 冰醋酸(分析纯)密度1.05g/ml 水密度1.00g/ml
四、实验步骤
1、在洁净的碱式滴定管内装入水。
2、移取6ml氯仿及1ml醋酸于干燥的100ml磨口锥形瓶中,然后慢慢滴入水,且不停地震荡,至溶液由清变浑,即为终点,记下水的体积。再向瓶中加入2ml醋酸,体系又成均相,继续用水滴定至终点。同法依次再加入3.5ml、6.5ml醋酸,分别用水滴定,记录各次各组分的用量。
实验一、三组分液-液体系相图的绘制
1
kc kc
1 c 1 k
作 c~ c图 , 由 直 线 斜 率 求
(7-68)
求正丁醇分子截面积 = 1 (7-69)
L
2021/3/11
29
【实验步骤】
(1) 测定毛细管常数K.
将蒸馏水装于带支管的毛细管,使毛细管 的端面与液面相切,打开滴液漏斗的活塞, 使水缓慢滴下而降低系统的压力,气泡均匀 逸出,读取U形压力计两臂最大高度差。
1nc=-kt+1nc0
(1)
(2)
当C=
1 2
C
0 时,时间t可用t1/2表示,即为半衰期:
t1/2
1n2 K
0.693 K
(3)
2021/3/11
15
但蔗糖及其转化产物具有旋光性,而且它们的旋光能力不同, 故可以利用系统在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。
测量物质旋光度所用的仪器称为旋光仪。溶液的旋光度与溶液 中可含旋光物质的旋光能力、溶剂性质,样品管长度及温度等 均有关系。当其它条件均固定时,旋光度
2021/3/11
8
• 【原理】
– 在一定温度和压力下,将一溶质溶解在两种不互溶的 溶剂中,则溶质往往同时分配地溶入这两种溶剂中。 如果溶质在两种溶剂中分子大小相同,且浓度不大, 那么达到平衡时,溶质在两种溶剂中的浓度比值等于 常数,这就是分配定律: K CA CB 式中CA、CB为溶质在A、B溶剂中的浓度,K为分 配系数。
三组分液--液体系相图的绘制ppt
苯、水、乙醇三组分液-液体系的Βιβλιοθήκη Baidu图测绘
苯 加水量 滴加乙醇
百分数(%)
(ml) (ml)
(ml) 总体积
苯
水
0.1
0.25
0.5
4.00 1.00
2.00
3.00
4.00
10.00
10.00
0.80 10.00
20.00
25.00
精品文档
三组分液-液体系相图的绘制
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三组分液-液体系相图的绘制
【目的要求】 熟悉相律,掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。 掌握用溶解度法绘制相图的基本原理。
3. 学习测绘恒温恒压下苯-水-醋酸三组分体系的相 图
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【原理】 三组分体系组分数K=3,如果体系处于恒温恒压状态,按照相
律,体系的自由度f=3-Ф,式中Ф为体系中的相数。当 体系为均相时,自由度f=2,因此恒温恒压下三组分体系 中浓度独立变量最多只有2个。这样就可用平面图形来表示 体系的状态和组成的关系。
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【数据处理】
1. 从附录查找并计算实验温度时苯、醋酸和水的密度。 t室温= ℃; ρt(苯)= ; ρt(醋酸)= ;ρt(水)= ; 2. 溶解度曲线的绘制 (1) 根据实验数据及试剂的密度,算出各组分的重量百
分含量,列入下表:
三组分体系相图绘制
实验八三组分体系等温相图的绘制
一、目的要求
1. 熟悉相律,掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。
2. 掌握用溶解度法绘制相图的基本原理。
二、实验原理
对于三组分体系,当处于恒温恒压条件时,根据相律,其自由度f*为:f*=3-Φ式中,Φ为体系的相数。体系最大条件自由度f*max=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,通常是用等边三角形坐标表示,称之为三元相图。如图2-8-1所示。
等边三角形的三个顶点分别表示纯物A、B、C,三条边AB、BC、CA 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2-8-1中, P点的组成表示如下:经P点作平行于三角形三边的直线,并交三边于a、b、c三点。若将三边均分成100等份,则P点的A、B、C组成分别为:A%=Pa=Cb,B%=Pb=Ac,C%=Pc=Ba。
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苯-醋酸-水是属于具有一对共轭溶液的三液体体系,即三组分中二对液体A和B,A和C完全互溶,而另一对液体B和C只能有限度的混溶,其相图如图2-8-2所示。
图2-8-1 等边三角形法表示三元相图图2-8-2 共轭溶液的三元相图图2-8-2中,E、K2、K1、P、L1、L2、F点构成溶解度曲线,K1L1和K2L2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。曲线外是单相区。因此,利用体系在相变化时出现的清浊现象,可以判断体系中各组分间互溶度的大小。一般来说,溶液由清变浑时,肉眼较易分辨。所以本实验是用向均相的苯-醋酸体系中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。
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实验八三组分体系等温相图的绘制
【目的要求】
1. 熟悉相律,掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。
2. 掌握用溶解度法绘制相图的基本原理。
【实验原理】
对于三组分体系,当处于恒温恒压条件时,根据相律,其自由度f*为:
f*=3-Φ
式中,Φ为体系的相数。体系最大条件自由度f*max=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,通常是用等边三角形坐标表示,称之为三元相图。如图2-8-1所示。
等边三角形的三个顶点分别表示纯物A、B、C,三条边AB、BC、CA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2-8-1中,P点的组成表示如下:
经P点作平行于三角形三边的直线,并交三边于a、b、c三点。若将三边均分成100等份,则P点的A、B、C组成分别为:A%=Pa=Cb,B%=Pb=Ac,C%=Pc=Ba。
苯-醋酸-水是属于具有一对共轭溶液的三液体体系,即三组分中二对液体A和B,A和C 完全互溶,而另一对液体B和C只能有限度的混溶,其相图如图2-8-2所示。
图2-8-1 等边三角形法表示三元相图图2-8-2 共轭溶液的三元相图
图2-8-2中,E、K2、K1、P、L1、L2、F点构成溶解度曲线,K1L1和K2L2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。曲线外是单相区。因此,利用体系在相变化时出现的清浊现象,可以判断体系中各组分间互溶度的大小。一般来说,溶液由清变浑时,肉眼较易分辨。所以本实验是用向均相的苯-醋酸体系中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。
【仪器试剂】
具塞锥形瓶(100mL,2只、25mL,4只);酸式滴定管(20mL,1支);碱式滴定管(50mL,1支);移液管(1mL,1支、2mL,1支);刻度移液管(10mL,1支、20mL,1支);锥形瓶(150mL,
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第二篇基础实验
2只)。
冰醋酸(A.R.);苯(A.R.);NaOH (0.2000mo1·dm-3);酚酞指示剂。
【实验步骤】
1. 测定互溶度曲线
在洁净的酸式滴定管内装水。
用移液管移取10.00mL苯及4.00mL醋酸,置于干燥的100mL具塞锥形瓶中,然后在不停地摇动下慢慢地滴加水,至溶液由清变浑时,即为终点,记下水的体积。向此瓶中再加入5.00mL醋酸,使体系成为均相,继续用水滴定至终点。然后依次用同样方法加入8.00mL、8.00mL醋酸,分别再用水滴至终点,记录每次各组分的用量。最后一次加入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,用移液管移入1.00mL苯及2.00mL醋酸,用水滴至终点。之后依次加入1.00mL、1.00mL、1.00mL、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。最后加入15.00mL苯和20.00mL水,加塞摇动,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,再称其质量,然后用水洗入150mL锥形瓶中,以酚酞为指示剂,用0.2000mol·dm-3标准氢氧化钠溶液滴定各层溶液中醋酸的含量。
【注意事项】
因所测体系含有水的成分,故玻璃器皿均需干燥。
在滴加水的过程中须一滴一滴地加入,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2~3min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。
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。
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。
【数据处理】
1. 从附录中查得实验温度时苯、醋酸和水的密度。
2. 溶解度曲线的绘制
根据实验数据及试剂的密度,算出各组分的质量百分含量。图2-8-2中E、F两点数据如
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
(1) 计算二瓶中最后醋酸、苯、水的质量百分数,标在三角形坐标纸上,即得相应的物系
实验八三组分体系等温相图的绘制 3 点Q1和Q2。
(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K1L1和K2L2两条连结线,它们应分别通过物系点Q1和Q2。
思考题
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-醋酸-水体系的连结线?
【讨论】
1. 该相图的另一种测绘方法是:在两相区内以任一比例将此三种液体混合置于一定的温度下,使之平衡,然后分析互成平衡的二共轭相的组成,在三角坐标纸上标出这些点,且连成线。此法较为繁琐。
2. 含有两固体(盐)和一液体(水)的三组分体系相图的绘制常用湿渣法。原理是平衡的固、液分离后,其滤渣总带有部分液体(饱和溶液),即滤渣,但它的总组成必定是在饱和溶液和纯固相组成的连结线上。因此,在定温下配制一系列不同相对比例的过饱和溶液,然后过滤,分别分析溶液和滤渣的组成,并把它们一一连成直线,这些直线的交点即为纯固相的成分,由此亦可知该固体是纯物还是复盐。