三组分液—液系统相图的绘制
一、 实验目的
1. 2.
熟悉相律,掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。
用溶解度法作出苯-乙酸-水体系的相图(溶解度曲线及连接线)。
二、 实验原理
三组分体系C=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*=3-P式中,P 为体系的相数。体系最大条件自由度f*(最大值)=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的关系。其图称为三元相图,通常用等边三角形坐标表示。
图示 等边三角形表示三元相图
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间互溶
度的大小。其一般由清变浑,肉眼较易分辨。因此,本实验是向匀相的苯-乙酸体系滴加水使之变成二项混合物的方法,确定二相间的互相溶解度。
三、 仪器药品 1. 仪器
具塞锥形瓶(100ml )2只;(25ml )4只;酸式滴定管(50ml )1只;碱式滴定管(50ml )1只;移液管(1ml,2ml )各一只;刻度移液管(10ml,20ml )各一只;锥形瓶(150ml )2只。
2. 药品
乙酸(分析纯);苯(分析纯);标准氢氧化钠溶液(0.2mol/dm); 酚酞指示剂。
四、 实验步骤
1. 测定互溶度曲线
在洁净的酸式滴定管内装水,用移液管取10.00ml 苯及4.00ml 乙酸于干燥的100ml 具塞锥形瓶中,然后慢慢滴加水,同时不停摇动,至溶液由清变浑,即为终点,几下水的体积;再向此瓶中加入5.00ml 醋酸,体系又成为匀相,再用水滴定至终点(由清变浊),然后依次用同样的方法加入8.00ml 乙酸,用水滴至终点,再加8.00ml 乙酸,用水滴定,记录每次各组分的用量;最后再加入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。另取一只洁净的100ml 具塞锥形瓶,用移液管加入1.00ml 苯和2.00ml 乙酸,用水滴定至终点,以后依次加入1.00ml ,1.00ml ,1.00ml ,1.00ml ,2.00ml ,10.00ml 醋酸,分别用水滴定至终点(由清变浊),并记录每次各组分的用量;最后再加入15.00ml 苯和20.00ml 水,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,经半个小时后,待二层液分清,用洁净干燥的移液管分别吸取上层液约5ml ,下层液约1ml 于已称好的4个250ml 锥形瓶中,以酚酞作指示剂,用0.2mol/dm标准氢氧化钠溶液滴定以确定各层溶液中乙酸的含量。
五、 数据处理
室温:20.1摄氏度;气压:101.8千帕 1. 溶解度曲线的绘制
根据苯,乙酸,水的实际体积及附录查得实验温度时三种试剂的密度。 实验室温度:20.1℃;压强:101.80Kp
密度 苯:0.879 乙酸:1.0492 水:0.998203
表1 不同实验条件下各组分的质量百分数
0.00
w(C6H6)%
注:分析:这个图的方法是从网上获得的,可是我没有画得好,可能是自己数据的问题。具体的原因,目前自己也没分析出来。
注:表中的12,13为图2-7中E ,F 两点,其数据可参考下表
2. 连接线的绘制
C (氢氧化钠)=0.2mol/dm
(1) 计算两锥形瓶中最后乙酸,苯,水的质量百分数,标在三角坐标上,
可得两个物系点F1,F2。
(2) 将标出的各相乙酸含量点画在溶解度曲线上,上层乙酸含量画在含苯
较多的一边,下层画在含水较多的一边,即可作出两条连接线,它们分别通过物系点F1,F2。
共轭两相中乙酸含量的计算结果列入下表
表2 共轭两相中乙酸含量
六、 注意事项
1. 因所测体系含有水的成分,故玻璃器皿均需干燥。
2. 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,即达到终点。当体系中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。
七、 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. 如连接线不通过物系点,其原因可能是什么?
3. 本实验中根据什么原理求出苯-乙酸-水体系的连接线?54.28 1、
答:因为本实验是向匀相的苯-乙酸-水体系滴加水使之变成二相混合物的方法,确定二相间的互相溶解度。
2、 答:所加的用水量不够准确。 3、 答:酸碱滴定,用酚酞做指示剂。
八、 讨论与思考分析
1. 在实验过程中要保持冷静,严谨认真,带着疑问去做实验,去思考遇到
的每个问题,观察现象;
2. 不懂得多问老师,得到老师的指导;
3. 在计算所用试剂的量时一定要认真,计算做到准确;
4. 为什么我的三角图会化成上面那样?--目前没找到原因,方法是从网上获
得。——多利用网络帮助学习。
5. 由于数据图画成那样,因此连接线也很难画出来,所以我就没画了。
三组分液—液系统相图的绘制
一、 实验目的
1. 2.
熟悉相律,掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。
用溶解度法作出苯-乙酸-水体系的相图(溶解度曲线及连接线)。
二、 实验原理
三组分体系C=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*=3-P式中,P 为体系的相数。体系最大条件自由度f*(最大值)=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的关系。其图称为三元相图,通常用等边三角形坐标表示。
图示 等边三角形表示三元相图
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间互溶
度的大小。其一般由清变浑,肉眼较易分辨。因此,本实验是向匀相的苯-乙酸体系滴加水使之变成二项混合物的方法,确定二相间的互相溶解度。
三、 仪器药品 1. 仪器
具塞锥形瓶(100ml )2只;(25ml )4只;酸式滴定管(50ml )1只;碱式滴定管(50ml )1只;移液管(1ml,2ml )各一只;刻度移液管(10ml,20ml )各一只;锥形瓶(150ml )2只。
2. 药品
乙酸(分析纯);苯(分析纯);标准氢氧化钠溶液(0.2mol/dm); 酚酞指示剂。
四、 实验步骤
1. 测定互溶度曲线
在洁净的酸式滴定管内装水,用移液管取10.00ml 苯及4.00ml 乙酸于干燥的100ml 具塞锥形瓶中,然后慢慢滴加水,同时不停摇动,至溶液由清变浑,即为终点,几下水的体积;再向此瓶中加入5.00ml 醋酸,体系又成为匀相,再用水滴定至终点(由清变浊),然后依次用同样的方法加入8.00ml 乙酸,用水滴至终点,再加8.00ml 乙酸,用水滴定,记录每次各组分的用量;最后再加入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。另取一只洁净的100ml 具塞锥形瓶,用移液管加入1.00ml 苯和2.00ml 乙酸,用水滴定至终点,以后依次加入1.00ml ,1.00ml ,1.00ml ,1.00ml ,2.00ml ,10.00ml 醋酸,分别用水滴定至终点(由清变浊),并记录每次各组分的用量;最后再加入15.00ml 苯和20.00ml 水,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,经半个小时后,待二层液分清,用洁净干燥的移液管分别吸取上层液约5ml ,下层液约1ml 于已称好的4个250ml 锥形瓶中,以酚酞作指示剂,用0.2mol/dm标准氢氧化钠溶液滴定以确定各层溶液中乙酸的含量。
五、 数据处理
室温:20.1摄氏度;气压:101.8千帕 1. 溶解度曲线的绘制
根据苯,乙酸,水的实际体积及附录查得实验温度时三种试剂的密度。 实验室温度:20.1℃;压强:101.80Kp
密度 苯:0.879 乙酸:1.0492 水:0.998203
表1 不同实验条件下各组分的质量百分数
0.00
w(C6H6)%
注:分析:这个图的方法是从网上获得的,可是我没有画得好,可能是自己数据的问题。具体的原因,目前自己也没分析出来。
注:表中的12,13为图2-7中E ,F 两点,其数据可参考下表
2. 连接线的绘制
C (氢氧化钠)=0.2mol/dm
(1) 计算两锥形瓶中最后乙酸,苯,水的质量百分数,标在三角坐标上,
可得两个物系点F1,F2。
(2) 将标出的各相乙酸含量点画在溶解度曲线上,上层乙酸含量画在含苯
较多的一边,下层画在含水较多的一边,即可作出两条连接线,它们分别通过物系点F1,F2。
共轭两相中乙酸含量的计算结果列入下表
表2 共轭两相中乙酸含量
六、 注意事项
1. 因所测体系含有水的成分,故玻璃器皿均需干燥。
2. 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,即达到终点。当体系中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。
七、 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. 如连接线不通过物系点,其原因可能是什么?
3. 本实验中根据什么原理求出苯-乙酸-水体系的连接线?54.28 1、
答:因为本实验是向匀相的苯-乙酸-水体系滴加水使之变成二相混合物的方法,确定二相间的互相溶解度。
2、 答:所加的用水量不够准确。 3、 答:酸碱滴定,用酚酞做指示剂。
八、 讨论与思考分析
1. 在实验过程中要保持冷静,严谨认真,带着疑问去做实验,去思考遇到
的每个问题,观察现象;
2. 不懂得多问老师,得到老师的指导;
3. 在计算所用试剂的量时一定要认真,计算做到准确;
4. 为什么我的三角图会化成上面那样?--目前没找到原因,方法是从网上获
得。——多利用网络帮助学习。
5. 由于数据图画成那样,因此连接线也很难画出来,所以我就没画了。