三組分液-液系統(tǒng)相圖的繪制

1、一、實(shí)驗?zāi)康氖煜は嗦桑莆沼萌切巫鴺?biāo)表示三組分體系相圖。用溶解度法作出苯-乙酸-水體系的相圖。二、實(shí)驗原理對于三組分體系C=3，當(dāng)處于恒溫恒壓條件時，根據(jù)相律，其自由度f*為：f*二3-P式中，p為體系的相數(shù)。體系最大條件自由度f*=3-1=2,Jmax因此，濃度變量最多只有兩個，可用平面圖表示體系狀態(tài)和組成間的關(guān)系，通常是用等邊三角形坐標(biāo)表示，稱之為三元相圖。如圖2-6所示。等邊三角形的三個頂點(diǎn)分別表示純物質(zhì)A、B、C，三條邊AB、BC、CA分別表示A和B、B和C、C和A所組成的二組分體系的組成，三角形內(nèi)任何一點(diǎn)都表示三組分體系的組成。圖2-6中，P點(diǎn)的組成表示如下：經(jīng)P點(diǎn)作平行于三角形三

2、邊的直線，并交三邊于a、b、c三點(diǎn)。若將三邊均分成100等份，則P點(diǎn)的A、B、C組成分別為:A%=Pa=Cb，B%=Pb=Ac，C%=Pc=Bao苯-乙酸-水是屬于具有一對共軛溶液的三液體體系，即三組分中二對液體A和B，A和C完全互溶，而另一對液體B和C只能有限度的混溶，其相圖如圖2-7所示。圖1等邊三角形表示三元相圖2共軛溶液的三元相圖圖2中，E、K、K、P、L、L、F點(diǎn)構(gòu)成溶解度曲線，KL和KL21121122是連結(jié)線。溶解度曲線內(nèi)是兩相區(qū)，即一層是苯在水中的飽和溶液，另一層是水在苯中的飽和溶液。曲線外是單相區(qū)。因此，利用體系在相變化時出現(xiàn)的清濁現(xiàn)象，可以判斷體系中各組分間互溶度的大小。一

3、般來說，溶液由清變渾時，肉眼較易分辨。所以本實(shí)驗是用向均相的苯-乙酸體系中滴加水使之變成二相混合物的方法，確定二相間的相互溶解度。三、儀器藥品儀器：具塞錐形瓶(100mL)l只；酸式滴定管(20mL)l只；移液管(ImL、2mL)各1只；刻度移液管(10mL)l只。藥品：冰乙酸(AR.)；苯(AR.)；去離子水等。四、實(shí)驗步驟1.測定互溶度曲線在潔凈的酸式滴定管內(nèi)裝水，用移液管移取10.00mL苯及2.00mL醋酸，置于干燥的100mL具塞錐形瓶中，然后在不停地?fù)u動下慢慢地滴加水，至溶液由清變渾時，即為終點(diǎn)，記下水的體積。向此瓶中再加入1.00mL醋酸，使體系成為均相，繼續(xù)用水滴定至終點(diǎn)。然后

4、依次用同樣方法加入1.00mL、1.00mL、1.00mL、2.00ml、10.00ml乙酸，分別再用水滴至終點(diǎn)，記錄每次各組分的用量。五、數(shù)據(jù)處理室溫：23.8C氣壓：100.82kPa1溶解度曲線的繪制根據(jù)苯、乙酸和水的實(shí)際體積及由附錄查得實(shí)驗溫度時三種試劑的密度（表1）,算出各組分的質(zhì)量百分含量，列入表2；表1實(shí)驗溫度時試劑的密度T/CP/kPa苯乙酸水23.8100.820.8761.04440.9973表2不同實(shí)驗條件下各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)編號醋酸苯水總質(zhì)量/g質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/%v/mlw/gv/mlw/gv/mlw/g醋酸苯水14.004.1810.008.760.320.3213.26

5、31.5166.082.4129.009.4010.008.760.890.8919.0549.3545.994.66317.0017.7510.008.761.981.9728.4962.3230.756.93425.0026.1110.008.762.642.6337.5069.6223.367.0252.002.091.000.880.250.253.2164.9927.257.7663.003.131.000.880.560.564.5768.5919.1812.2374.004.181.000.880.700.705.7572.6315.2312.1485.005.221.000.8

6、80.810.816.9175.6212.6811.7096.006.271.000.881.051.058.1976.5210.7012.79108.008.361.000.881.661.6610.8976.758.0515.211118.0018.801.000.8813.3213.2832.9657.042.6640.30120.000.1899.82130.0099.940.06根據(jù)上表數(shù)據(jù)繪制出溶解度曲線，即乙酸-苯-水溶液的三元相圖。0.000.25&.500.751.QO苯圖3苯-乙酸-水的三兀相圖六、注意事項1.因所測體系含有水的成分，故玻璃器皿均需干燥。2.在滴加水的過程中須一滴一滴地加入，且需不停地?fù)u動錐形瓶，由于分散的“油珠”顆粒能散射光線，所以體系出現(xiàn)渾濁，如在2-3min內(nèi)仍不消失，即達(dá)到終點(diǎn)。當(dāng)體系中醋酸含量少時要特別注意慢滴，