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组分体系相图的制备
试验目的
制备等温、等压下苯-水-乙酸三组分体系相图。二、试验原理
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组分的混合体系,AC线上各点相当于A和C组分的混合体系。
在苯-水-乙酸三组分体系中,苯与水是局部互溶的,而乙酸和苯、乙酸和水
都是完全互溶的。设由肯定量的苯和水组成一个体系,其组成为两相:
一相为水相,一项为苯相。当在体系中参加乙酸时,体系的总组成沿
K,此体系分为
AK线
移至N点。此时乙酸溶于水相及苯相,同时乙酸促进苯与水互溶,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。假设分别用b
1、c1表示这两个平衡的液相的组成,此两点的连线称为连接线,这两个溶液称为共轭溶液。代表液-液平衡体系中全部共轭液相组成点的连线称为溶解度曲线。曲线以下区域为两相共存区,其余局部为均相区。此图称为含一对局部互溶组分的三组分体系液-液平衡相图。
依据相律,三组分相图要画在平面上,必需规定两个独立变量。本试验中,它们分别是温度〔为室温〕和压力〔为大气压〕。
三、试验仪器与药品
1、仪器
25ml酸式滴定管2支、5ml移液管1支、盖锥形瓶。
2、药品
苯〔分析纯〕、乙酸〔分析纯〕、蒸馏水。四、试验步骤
1、取8个枯燥的5毫升带盖锥形瓶,依据记录表格中的规定提及用滴定管即移液管配制六种不同浓度的苯乙醇溶液,即两种不同浓度的水乙醇溶液。
2、用滴定管向已配好的水-乙醇溶液中滴苯,至清液变浑浊,记录此时每种清液中水的体积。滴定时必需充分摇荡,同时留意动作快速,尽量避开由于苯、乙醇的挥发而引起的误差。
3、读取室温。
4、记录表格。五、试验数据
表1-2溶解度曲线有关数据记录表
室温:22C 0.20
0.25
1.00
1.50
2.50
3.00
3.50
4.003.50
2.50
3.00
1.60
0.90
0.60
0.35
0.151.50
2.50
5.00
4.00
3.50
2.50
1.50
1.00
六、数据处理
将各溶液滴定终点时各组分的体积,依据它们在试验温度下的密度〔查附录二和附录三〕换算为质量,求出各溶液滴定终点时的质量分数或质量分数的浓度。求出各溶液滴定终点时的质量分数或质量分数的浓度。将所得的点及笨与水的相互溶解的点〔见附录一〕绘于三角坐标纸上,并将各点连成平滑曲线。
试验数据的处理方法如下:
苯、水、乙醇的体积,参照附录二、附录三以及其中的公式,可求出各自的密度,再换算为质量。
公式为:
d=A+B+Ct2
+Dt3
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式中:
d-密度〔g/cm3
〕;
t—温度〔C〕,。试验中t=22C
可得水的密度d〔水〕=0.9978g/cm3,
d〔苯〕=0.876609g/cm3d〔乙醇〕=0.78756g/cm3表1-3溶解度曲线数据处理表
溶液编号123体积〔ml〕质量〔g〕质量百分数〔%〕苯水乙醇合计苯水乙醇
0.203.501.500.1753.4921.1814.8483.6272.0224.36
0.252.502.500.219 2.4941.9694.6824.6853.2742.05
1.003.005.000.8772.9933.9387.80811.2338.3450.436783.000.602.502.6300.5
99
1.969
3.500.351.503.0680.3491.181
4.000.151.003.5060.1490.788
例如
对第一组数据进展处理
〔苯〕=0.876609g/cm3x0.17ml=0.175g
水〕=0.9978g/cm3x3.50ml=3.492g
乙醇〕=0.78756g/cm3x1.50ml=1.181g
m=m〔苯〕+m〔水〕+m 乙醇〕=4.848gw〔苯〕=0.175g/4.848gX 100%=3.62%
w〔水〕=3.492g/4.848gX 100%=72.02%
w〔乙醇〕=1.181g/4.848g X100%=24.36%5.1984.598
4.44350.6011.5237.88
66.727.5925.69
78.913.3717.72
七、留意事项
1、 用蒸馏水瓶将蒸馏水倒入酸式滴定管,并记录初始刻度值;
2、用烧杯量取30mL苯倒入酸式滴定管中,待用;
3、试验完毕,酸式滴定管中的苯回收至原瓶中;
4、锥形瓶中的废液倒入废液桶中,把锥