三元相图的绘制详解
第五章三元相图-PPT精品.ppt
点组元;可用合金成分点与顶点的连线近似代替,过给定合 金成分点,只能有唯一的共轭连线。)
第三节 三元共晶相图
二 组元在固态有限溶解的共晶相图 (1)相图分析
第三节 三元共晶相图
二 组元在固态有限溶解的共晶相图 (2)等温截面 应用:可确定平衡相及其成分;可运用杠杆定律和重心定律。
是直边三角形 三相平衡区 两相区与之线接 (水平截面与棱柱面交线)
单相区与之点接 (水平截面与棱边的交点,表 示三个平衡相成分。)
类型: 包共晶转变 包晶转变
与4个单相区点接触; 相区邻接(四相平衡面) 与6个两相区线接触;
与4个三相区面接触。
第四节 三元相图总结
二 组元在固态有限溶解的共晶相图 3 四相平衡
两相共晶线 液相面交线 线:EnE 两相共晶面交线 液相单变量线 液相区与两相共晶面交线 固相单变量线
第三节 三元共晶相图
二 组元在固态有限溶解的共晶相图 (1)相图分析
液相面 固相面(组成) 面: 二相共晶面 三相共晶面 溶解度曲面:6个 两相区:6个 区: 单相区:4个 三相区:4个 四相区:1个
第三节 三元共晶相图
二 组元在固态有限溶解的共晶相图
(4)投影图 律)
定律)
合金结晶过程分析; 相组成物相对量计算(杠杆定律、重心定
组织组成物相对量计算(杠杆定律、重心
第四节 三元相图总结
二 组元在固态有限溶解的共晶相图
1 两相平衡
立体图:共轭曲面。 等温图:两条曲线。
三元相图(推荐)课件PPT
TB B3 B2 E2 B1
B
46
固
A1
LA+B
B1
相
LA+B +C
面 LA+C
E
LB +C
——
四三 相相 平平 衡衡 共共 晶晶
转 变 结 束
2021/3/10
TA
A3 A2 A1
E3
A
C1 E1
TC
E C3 C2 C1
C
TB B3 B2 E2 B1
B
47
中 A2
——
间 转 平
A1
面 变 衡
相 区
L+B L+C
TB-E1-E-E2-B3-B1 TC-E2-E-E3-C3-C1
B-e1-e-e2-B C-e2-e-e3-C
TA
三元 简单共晶相图
小结
A3
A2 A1
E3
A
TC
E C3 C2
相变类型
LA LB LC
TB
E1
B3
B2
E2 B1
B
2021/3/10
C1
C
68
80 70
60
B% 50
10
20
30
40
II
C% 50
40
60
30 20
70
III
80
2021/3/10
10
90
IV
A 90 80 70 60 50 40 30 20 10 C
← A%
10
1)与某一边平行的直线
B
含对角组元浓度相等
B%
C%
2021/3/10
三元相图分析 ppt课件
相率相区的相数差1; 相区接触法则: 单相区/两相区曲线相接;
两相区/三相区直线相接。
三元相图分析 22
三元相图分析 23
合金结晶过程分析; (4)投影图 相组成物相对量计算(杠杆定律、重心定律)
组织组成物相对量计算(杠杆定律、重心定律)
三元相图分析 8
6.2.2 重心定律 在一定温度下,三元合金三相平衡时,合金的成分点为三
个平衡相的成分点组成的三角形的质量重心。(由相率可知, 此时系统有一个自由度,温度一定时,三个平衡相的成分是 确定的。)
平衡相含量的计算:所计算相的成分点、合金成分点和二 者连线的延长线与对边的交点组成一个杠杆。合金成分点为 支点。计算方法同杠杆定律。
三元相图分析 13
6.4 三元共晶相图
6.4.1 组元在固态互不溶,具有共晶转变的相图 1. 相图分析 点:熔点;二元共晶点;三元共晶点。
三元相图分析 14
面: 区:
液相面 固相面 两相共晶面 三相共晶面 两相区:3个 单相区:4个 三相区:4个 四相区:1个
三元相图分析 15
三元相图分析
❖ 投影图
三元相图分析
三元相图的主要特点 (1)是立体图形,主要由曲面构成; (2)可发生四相平衡转变; (3)一、二、三相区为一空间。
三元相图分析 3
6.1三元相图的成分表示法 6.1.1 浓度三角形(等边、等腰、直角三角形) (1)已知点确定成分; (2)已知成分确定点。
等边浓度三角形
三元相图分析 4
三元相图分析 28
6.6 具有化合物的三元相图及三元相图的简化分割
三元相图分析 29
❖ 6.7 三元合金相图应用举例 6.7.1
三元相图的绘制详解
三元相图的绘制详解在材料科学、化学等领域,三元相图是一种非常重要的工具,它能够直观地展示三种组分在不同条件下的相态变化和平衡关系。
三元相图的绘制并非易事,需要对相关的理论知识有深入的理解,并掌握一定的实验技巧和数据处理方法。
下面,就让我们一起来详细了解三元相图的绘制过程。
要绘制三元相图,首先得明确什么是三元相图。
简单来说,三元相图是表示在恒压和恒温下,由三种组分构成的系统中,各相的状态与成分之间关系的图形。
它通常由等边三角形组成,三角形的三个顶点分别代表三种纯组分。
绘制三元相图的第一步是确定研究的体系和实验条件。
这包括选择要研究的三种物质,设定温度、压力等参数。
在确定了体系和实验条件后,接下来就是进行实验获取数据。
实验方法多种多样,常见的有热分析法、金相法、X 射线衍射法等。
以热分析法为例,我们将不同成分的样品加热或冷却,通过测量样品的温度随时间的变化,来确定相变点。
在实验过程中,需要精确控制温度变化的速率,以确保测量结果的准确性。
同时,要对多个不同成分的样品进行测试,以获得足够的数据来绘制相图。
当我们获得了大量的实验数据后,就可以开始着手绘制相图了。
绘制的过程中,需要将实验得到的相变温度和成分数据标注在等边三角形的坐标上。
在标注数据时,要注意坐标的转换和计算。
因为在三元相图中,成分通常用质量分数或摩尔分数来表示,而不是直接用实验中测量得到的数值。
比如说,如果我们知道了三种组分 A、B、C 的质量分数分别为 wA、wB、wC,那么在等边三角形坐标中,对应的坐标点可以通过以下公式计算:对于 A 组分,横坐标 xA = wA /(wA + wB + wC) ×边长对于 B 组分,纵坐标 yB = wB /(wA + wB + wC) ×边长通过这样的计算,我们就可以将实验数据准确地标注在相图上。
标注完数据点后,接下来就是连接这些点,形成相区的边界线。
这需要根据相律和热力学原理来判断。
第七章 三元相图
二元系中两相平衡时,2个平衡相的成分由公切线的切点确定,两个自由能~成 分曲线只有一条公切线
温度一定,其共轭曲线一定,等同于等温截面 S1、S2为两平衡相成分,由共轭连线建立对应关系,即一个 成分只能随着另一个成分的变化而变化 共轭连线不可能相交
思考:
在两相区内,合金的平 均成分点,应落在什么 位置?(直线法则)
(平面三角形A1B1C1)
等温截面图
— 固态互不溶解三元共晶相图
两相区:其中一相为纯组元, 故共轭线从纯组元一方指向液 相(在两相区可利用直线法则、 杠杆定律求出两平衡相的相对 重量) 三相区:为直线共扼三角形 (可利用重心法则求三平衡相 的相对重量) 含有液相的3个三相区在降温 时均发生共晶型转变
因此,a、o、b 三点共线(直线法则成立)
2.杠杆定律
oa 固相质量分数:w固 ab
B
a
o
b
C
液相质量分数:w 液
ob 1 w固 ab
A 推论:
材料在一定温度下处于两相平衡状态时,若其中一相的成分给 定,另一相的成分点必在两已知成分点为连线的延长线上; 若两个平衡相的成分点已知,材料的成分点必然位于此两个成 分点的连线上
第七章 三元相图
Ternary Phase Diagrams
三元相图
实际应用的金属材料,多半是由两种以上的组元构成的
多元合金,陶瓷材料也往往含有不止两种化合物 多组元的加人,引起组元之间溶解度的改变,而且会因 新组成相的出现致使组织转变过程和相图变得更加复杂 二元相图为平面图,三元相图为立体图(多增加一个成 分变量所引起)
等边三角形中特殊线
B B
wC wC
e
wB
p o
第五章 三元相图
B1
AБайду номын сангаас
B
C
(二)等温截面及其投影
L+C L
L+C L
L+A
L+A+C L+A L+C L
L+A+C L L+B
L+B
L+A+C L+A+B+C
C B
A+B+C
A
L+A+C L+A+B+C L+A+C L L+B
1.等温截面上的三相平衡区都是直边三角形,与 三角形相邻接的是两相平衡区 2.三角形的顶点与单相区相接,分别表示该温度 下三个平衡相的成分
LA+ C
TA C1 A3 A2 A1
E
L B + C
四三 相相 平平 衡衡 共共 晶晶 转 变 结 束
——
TB E1 B3 B2 E2 E B1
A
E3
TC
B
C3 C2 C1
C
中 转平 间 变衡 开 共 三面
始晶相
A3
A2 A1
E1
B2
B1
LA+ B
——
TA
A3 A2 A1
E TB E1 E3 TC E2 B3 B2 B1 B3 E2 B1 E C2 C1
B 10 20 30 40
50
C% 60 70 80 90
50 40 ← A%
30
20 10
C
课堂练习
90 3. 标出 50%A+20%B+30%C 80 的合金 70 60 B% 50 40 30 20 10 A 90 80 70 60
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。
(3)连接线的绘制由于连接线是表示在两相区内呈平衡两相的组成(或A在两相中的分配),所以可以在两相区内配制溶液,待平衡后分析每相中的任何一种组成的含量,连接在溶解度曲线上该两含量的组成点而得出。
物理化学三元相图详解
E(
L F
B 0,
S C L消失
)
(5)熔体M冷却析晶过程 固相:B B B B B BS w B SC M
4.液相到达低共 熔点E时,固相 组成到w点,液 相同时析出BSC, 固相由w逐渐靠 向M,到达M时,
液相消耗完毕, 析晶结束
3.到达在界线上v点后, 同时析出B β和S, F=1,液相组成沿着 界线变化,固相组成 离开B
液相消耗完毕, 析晶结束
当固相组成点达 到熔体原始组成 点时,冷却析晶
结束
v u x
w
液相在E点析晶时,固相 组成由w向M移动,刚离 开w时,L%=Mw/Ew。 到达x时,L%=Mx/Ex,
可见液相不断减少。达 到M点是L%=0
液相:M
L B F 2
u(B
L
B
)
L F
B 2
v L B S F 1
2.在多晶转变等温 线u上Bа全部转变 为Bβ后继续降温
v u
w
1.熔体M在初晶区 B内先析出Bа,液 相组成沿背向线 变化,固相组成
在B
(6)M结晶结束时各相的百分含量
结晶结束是晶相为B、S、C 利用双线法,过M做三角形 SC、SB两边的平行线Mb,
Md,可得 B:S:C=Cb:db:dB
b
d
(7)熔体N冷却析晶过程
(5)熔体1冷却析晶过程
1、由1点所在副三 角形判出1的冷却 析晶结束的无变量
点为E4
2、由1点所在初晶 区得出1首次析晶 为B,得到固相组 成点,应用背向线
规则知道液相组成 变化路径
a b
液相:1 L B a L B A E5( B L,A B ) L B A E4( L A B S1)
三元相图教程ppt课件
e1 E1
C E2 e2
(4) 三角形规则
C
用途:确定结晶产物和
结晶终点。
内容:原始熔体组成点 所在三角形的三个顶点表
C
e4
E
m P
e3
示的物质即为 其结晶产物;
与这 三个物质相应的初晶
A
S
区所包围的三元无变量点 A
e1
Q
B
.
S
B
是其结晶终点。
46
2) 不同组成的结晶路程分析 A、划分副三角形, 确定组成点的位置; B、 分析析晶产物和析晶终点; C、分析析晶路线,正确书写其结晶路程; D、利用规则检验其正确性。
A
结论:从M3中取出M1
+M2愈多,则M点离M1和
M2愈远。
C
M
M3 PP M1
M2 B
17
四、 三元相图的基本类型
1)具有一个低共熔点的简单三元相图
高温熔体
对C晶体饱和: p=2, f=2
低共熔点:同时对晶 体C、A、B饱和, p=4,f=0; 至液相消失 到达界线:同时对晶体 C、A饱和; p=3, f=1 18 18
(2)三侧面:构成三个简单二元系统状态图,并具有相 应的二元 低共熔点;
(3)二元系统的液相线在三元系统中发展为液相面,液 相面代表了一种二相平衡状态,三个液相面以上的空间 为熔体的单相 区;
(4)液相面相交成界线,界线代表了系统的三相平衡状 态,f = 1;
(5)三个液相面和三条界线在空间交于E/点,处于四相 平衡状态, f = 0;
E1为I相应副 三角形的交叉 位,则为单转 熔点
40
无变量点 E1处于其相应 副三角形 △ADC的共轭 位,则为双转 熔点,在E1点发 生l+C+A=D
十二、三元相图
45
生成一个稳定的二元化合物的三元相图
该体系如图所示可以分割 ΔABD和ΔADC二个副(亚) 三角形, 有两个低共熔点 (E1、E2),可应用共晶 体系的冷却规律处理。 在E1点发生 L = A + B + D; 在E2点发生 L = A + C + D 组成点连线A-D与相界线 E1E2的交点eAD是界线上的 最高点,温度向两侧下降。
线 面
区
18
(1)相图的点:熔点及低共熔 点 • 液相面上的A、B、C三点分 别为纯物质A B C的熔点 别为纯物质A、B、C的熔点; • e1、e2、e3分别为AB、AC、 BC二元体系的二元低共熔点 系 低 熔点 (三相共存) • E1为ABC三元低共熔点,此 点上四相共存,在此点的温 度以下,体系全为固相
4
浓度三角形:垂直线
E 成分三角形中特殊的点和线 ( ) 个顶点 代表 个 (1)三个顶点:代表三个 纯组元; (2)三个边上的点:二元 体系的成分点;
吉布斯三角形,由M点读出体系组成 cA = a, cB = b, cC = c
5
(1)已知点确定成分; (2)已知成分确定点
由体系组成画出M点
6
在一定温度下,三元体系 达到三相平衡时 体系的成 达到三相平衡时,体系的成 分点为三个平衡相的成分点 组成的三角形的质量重心。
DEF M M DEF MD W D ME W E MF W F 0
12
平衡相含量的计算:所计算相的 平衡相含量的计算 所计算相的 成分点、合金成分点和二者连线 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ延长线与对边的交点组成 个 的延长线与对边的交点组成一个 杠杆,合金成分点为支点,计算相 的计算方法同杠杆定律。
第5章-三元相图PPT课件
2、结晶过程分析 O 自液态缓冷至于液互
相相交时,开始从液相中结晶出 α 固溶体,此时液相的成分l1即为合金成分, 而固相的成分为固相面某一点 s。
α 相越来 越多,固相的成分由s1点沿固相面移至s2 点,液相成分自l1点移至 l2点,由直线法则可知,合金的成分点必落 在l2和s2的连线上。
Ca=WA=30% Ac=WC=60% Ab=WB=10%。
中都有应用,但应用最为广泛的还是等边 三角形。
•10
2、等边成分三角形中特定意义的线 (1) 平行 于三角形某一边的直线 凡成分位于该线上的所有合金,它们 所含的由这条边对应顶点所代表的组元的 含量为一定值。如图5-103中ef直线上代表 B组元的含量均为Ae。
•15
•16
•17
由直线法则可得到以下规律: a、 当温度一定时,若已知两平衡相的 成分,则合金的成分必位于两平衡相成分 的连线上; b、 当温度一定时,若已知一相的成分 及合金的成分,则另一平衡相的成分必位 于两已知成分点的连线的延长线上; c、 当温度变化时,两平衡相的成分变 化时,其连线一定绕合金的成分点而转动。
•1
三元相图与二元相图比较,组元数增加 了1个,即成分变量是两个,故表示成分的坐 标轴应为2个,需要用一个平面表示,再加上 垂直于该平面的温度轴,这样三元相图就 演变成一个在三维空间的立体图形,分隔 相区的是一系列空间曲面,而不是二元相 图的平面曲线。
•2
1、三元相图的成分表示方法 (1) 等边成分三角形 这样的三角形称为浓度三角形或成分三角 形(Composition Triangle)。常用的成分三 角形是等边三角形和直角三角形。
•38
•11
•12
(2)通过三角形顶点的任一直线 凡成分位于该直线上的所有合金
三元相图的绘制详解
2.本实验中用水滴定醋酸-氯仿体系时终点的现象是:
A.体系由无色变为浅红色B.体系由清变浑
C.体系由浅红色变为无色D.体系由浑变清
3.在本实验所绘制的相图5-2中,区域Ⅰ和Ⅱ的相数分别为:
A.1、2 B.2、1C.1、1D.2、2
4.同步骤3,移取溶液2上层液2ml和下层液2ml,称重并滴定。
五.本实验的成败关键
1.酸式滴定管和碱式滴定管的操作正确和规范。
2.测定溶解度曲线时滴定终点“由清变浑”的准确判断。
六.思考题及解答
(一)判断题
1.本实验每一次往体系中加入氯仿或者醋酸时,其体积都必须精确到0.01ml。
2.本实验所用的具塞磨口锥形瓶在临用前,一定要清洁且干燥。
三.实验准备
1.仪器:具塞磨口锥形瓶,酸式滴定管,碱式滴定管,移液管,分析天平。
2.药品:冰醋酸,氯仿,NaOH溶液(0.2mol·mol–3),酚酞指示剂。
四.操作要点(各实验步骤中的操作关键点)
1.因所测的体系中含有水的成分,所以玻璃器皿均需干燥。
2.在实验过程中要注意防止或尽可能减少氯仿和乙酸的挥发,测定连接线时取样要迅速。
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DEFHIJKL为溶解度曲线。EI和DJ是连接线。溶解度曲线内(ABDEFHIJKLCA)为单相区,曲线外为两相区。物系点落在两相区内,即分为两相。
图3(A醋,B水,C氯仿)
绘制溶解度曲线的方法有许多种,本实验采用的方法是:将将完全互溶的两组分(如氯仿和醋酸)按照一定的比例配制成均相溶液(图中N点),再向清亮溶液中滴加另一组分(如水),则系统点沿BN线移动,到K点时系统由清变浑。再往体系里加入醋酸,系统点则沿AK上升至N’点而变清亮。再加入水,系统点又沿BN’由N’点移至J点而再次变浑,再滴加醋酸使之变清……如此往复,最后连接K、J、I……即可得到互溶度曲线,如图3所示。
三元系统相图
三元系统:c
相律
=3
f c p 1 4 p
温度、浓度 不可能出现5相 或更多相平衡 1
pmin 1, f max 3 f min 0, pmax 4
一、 三元相图的组成表示方法
通常采用等边三角形表示三元系统的组成
—— 浓度三角形
三个顶点表示三个纯 组分A、B、C的一元 系统; 三条边表示三个二元 系统A-B、B-C、CA的组成; 三角形内任意一点表 示一个含有A、B、C 三个组分的三元系统 2 的组成。
界线上任一点的切线与 相应连线的交点实际上 表示了该点液相的瞬时 析晶组成
瞬时析晶组成是指液 相冷却到该点温度, 从该点组成的液相中 所析出的晶相组成
17
(3) 重心规则
判断无变量点的性质
• 如无变量点处于其相应的副三角形的重心位,则该无变 量点为低共熔点;如无变量点处于其相应的副三角形的 交叉位,则为单转熔点;如无变量点处于其相应的副三 角形的共轭位,则为双转熔点。
双线法确定三元组成—过M点引另两条边 的平行线
3
浓度三角形的两个性质:
(1) 等含量规则
平行于三角形某一边的直线上的各点,其第三组
分的含量不变。
4
(2) 定比例规则 从浓度三角形某角顶 引出之射线上各点,另外 二个组分含量的比例不变。 推论:
从三个组元的混合物中不 断取走C组元,那么这个系统 的组成点将沿CM延长线并沿
f=1
E (L C+A+B, f = 0) 固相点 C F M FLASH
12
杠杆规则计算液相量和固相量
液相到达D点时:
固相量 CM 液相量 MD
固相量 CM 固液总量(原始配料量) CD 液相量 MD 固液总量(原始配料量) CD
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三元相图得绘制
本实验就就是综合性实验。
其综合性体现在以下几个方面:
1、实验内容以及相关知识得综合
本实验涉及到多个基本概念,例如相律、相图、溶解度曲线、连接线、等边三角形坐标等,尤其就就是在一般得实验中(比如分析化学实验、无机化学实验等)作图都就就是用得直角坐标体系,几乎没有用过三角坐标体系,因此该实验中得等边三角形作图法就具有独特得作用。
这类相图得绘制不仅在相平衡得理论课中有重要意义,而且对化学实验室与化工厂中经常用到得萃取分离中具有重要得指导作用。
2、运用实验方法与操作得综合
本实验中涉及到多种基本实验操作与实验仪器(如电子天平、滴定管等)得使用。
本实验中滴定终点得判断,不同于分析化学中得大多数滴定。
本实验得滴定终点,就就是在本来可以互溶得澄清透明得单相液体体系中逐渐滴加试剂,使其互溶度逐渐减小而变成两相,即“由清变浑”来判断终点。
准确地掌握滴定得终点,有助于学生掌握多种操作,例如取样得准确、滴定得准确、终点得判断准确等。
一、实验目得
1、掌握相律,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三组分相图得基本原理与实验方法。
二、实验原理
三组分体系K= 3,根据相律:
f =K–φ+2=5–ф
式中ф为相数。
恒定温度与压力时:
f= 3–φ
当φ= 1,则f = 2
因此,恒温恒压下可以用平面图形来表示体系得状态与组成之间得关系,称为三元相图。
一般用等边三角形得方法表示三元相图。
在萃取时,具有一对共轭溶液得三组分相图对确定合理得萃取条件极为重要。
在定温定压下,三组分体系得状态与组分之间得关系通常可用等边三角形坐标表示,如图1所示:
图1图2
等边三角形三顶点分别表示三个纯物质A,B,C。
AB,BC,CA,三边表示A与B,B与C,C 与A所组成得二组分体系得组成。
三角形内任一点则表示三组分体系得组成。
如点P得组成为:A%=Cb B%=Ac C%=Ba
具有一对共轭溶液得三组分体系得相图如图2所示。
该三液系中,A与B,及A与C完全互溶,而B与C部分互溶。
曲线DEFHIJKL为溶解度曲线。
EI与DJ就就是连接线。
溶解度曲线内(ABDEFHIJKLCA)为单相区,曲线外为两相区。
物系点落在两相区内,即分为两相。
图3(A醋,B水,C氯仿)
绘制溶解度曲线得方法有许多种,本实验采用得方法就就是:将将完全互溶得两组分(如氯仿与醋酸)按照一定得比例配制成均相溶液(图中N点),再向清亮溶液中滴加另一组分(如水),则系统点沿BN线移动,到K点时系统由清变浑。
再往体系里加入醋酸,系统点则沿AK上升至N’点而变清亮。
再加入水,系统点又沿BN’由N’点移至J点而再次变浑,再滴加醋酸使之变清……如此往复,最后连接K、J、I……即可得到互溶度曲线,如图3所示。
三、实验准备
1、仪器:具塞磨口锥形瓶,酸式滴定管,碱式滴定管,移液管,分析天平。
2、药品:冰醋酸,氯仿,NaOH溶液(0、2mol·mol–3),酚酞指示剂。
四、操作要点(各实验步骤中得操作关键点)
1、因所测得体系中含有水得成分,所以玻璃器皿均需干燥。
2、在实验过程中要注意防止或尽可能减少氯仿与乙酸得挥发,测定连接线时取样要迅速。
3、当体系中乙酸含量少时,滴加水要逐滴加入,注意判断终点。
在滴加水得过程中须一滴滴地加入,且需不停地振摇锥形瓶,待出现浑浊并在2-3分钟内不消失,即为终点。
特别就就是在接近终点时要多加振摇,这时溶液接近饱与,溶解平衡需较长时间。
1、在洁净得酸式滴定管内装水,移取6ml氯仿及1ml醋酸于干燥洁净得100ml磨口锥形瓶中,然后慢慢滴入水,且不停地振摇,至溶液由清变浊,即为终点,记下水得体积。
再向此瓶中加入2ml醋酸。
体系又成均相,继续用水滴至终点。
同法再依次加入3、5ml,6、5ml 醋酸,并分别再用水滴定,记录各次各组分得用量。
最后加入40ml得水,盖紧瓶塞,每隔5min振摇一次,约30min后将此溶液作测量连接线使用(溶液1)。
2、另取一干燥洁净得100ml磨口锥形瓶,用移液管移入1ml氯仿与3ml醋酸。
用水滴定至终点,以后依次再添加2ml,5ml,6ml醋酸。
分别用水滴定至终点。
记录各次各组分得用量。
最后加入9ml氯仿与5ml醋酸,混合均匀,每隔5min振摇一次,约30min后作为测量另一根连接线使用(溶液2)。
3、将2只25ml磨口锥形瓶称重,待用。
将溶液1与溶液2静置,待溶液分层后,用干燥洁净得移液管吸取溶液1上层2ml,下层2ml,分别放入已经称重得25ml磨口锥形瓶中,再称其重量。
然后以酚酞为指示剂,用0、5M得NaOH溶液滴定至终点。
根据两相中乙酸得含量确定溶解度曲线上得两个点,两个点连接即为连接线。
4、同步骤3,移取溶液2上层液2ml与下层液2ml,称重并滴定。
五、本实验得成败关键
1、酸式滴定管与碱式滴定管得操作正确与规范。
2、测定溶解度曲线时滴定终点“由清变浑”得准确判断。
六、思考题及解答
(一)判断题
1、本实验每一次往体系中加入氯仿或者醋酸时,其体积都必须精确到0、01ml。
2、本实验所用得具塞磨口锥形瓶在临用前,一定要清洁且干燥。
3、连结两个成平衡得相点得线段称为连结线。
(二)单选题
1、关于本实验所用得三角形坐标得特点,不正确得说法就就是:
A、在过三角形某一顶点得任一直线上所代表得体系中,另外两组分得浓度都相同
B、任意两点代表得体系组成新体系时,新体系得物系点必在原来两点得连接线上
C 、 任意三个点代表得体系组成新体系时,新体系得物系点必在原来三点连成得三角形内
D 、 在平行于三角形一边得直线上所有得点代表得体系中,某个组分得浓度就就是固定不变得
2、 本实验中用水滴定醋酸-氯仿体系时终点得现象就就是:
A 、 体系由无色变为浅红色
B 、 体系由清变浑
C、 体系由浅红色变为无色 D、 体系由浑变清
3、 在本实验所绘制得相图5-2中,区域Ⅰ与Ⅱ得相数分别为:
A 、 1、2
B 、 2、1
C 、 1、1 D、 2、2
图5-2
答案:判断题:1(对) 2(对) 3 (对)
单选题:1 A 2 B 3 B
七、问题讨论:
1、若滴定过程中不小心超过终点,就就是否需要重做?
答:滴定过程中若不小心超过终点,可以再滴加几滴醋酸(记录加入量),至刚由浑变清作为终点,记录实际各组分得用量。
无需返工。
2、不同温度时各物质得密度:
32639
()10()10()10273.2T s s s s s d d T T T T T T T K αβγ---=+-⨯+-⨯+-⨯=
3、为什么说具有一对共轭溶液得三组分体系得相图对确对各区得萃取条件极为重要?
答:(如下图)将组成为N 得混合溶液加入B 后,体系沿NB 线向B 方向变化,当总组成为O 点时,此时体系为两相x1,y1。
如果把这两层溶液分开,分别除去B,得由S 、F点代表得两个溶液(S 在Bx 得反向延长线上,F 在By 得反向延长线上)。
这就就就是说经过一次萃取除去溶剂后,能把原来组成为N 得原溶液分成S 与F 两个溶液,其中S 含C较多、F 含A 较多。
如果对浓度为x 得溶液再加入溶剂B进行第二次萃取,此时物系点将沿xS 向x 方向变化,设达到O ’点时,体系为两相,组成为x ’与y ’点。
除去x’与y ’点中得溶剂B,到S’与F ’点,其中S ’中C 得含量比S 高、F ’中A 得含量比F得高。
如此反复多次,最终可以得到纯A 与C 。
萃取过程示意图很麻烦!。