試驗七十六組分液液體系的平衡相圖

1、第一部分：思考題 實驗七十六 三組分液-液體系的平衡相圖1、什么是平衡相圖？2、試用相律分析一下恒溫恒壓條件時，三組分液-液體系單相區(qū)的條件自由度是幾？兩相區(qū)的條件自由度是幾？3、等邊三角形坐標的頂點、線上的點、面上的點分別代表幾組分的組成？4、如何確定等邊三角形坐標面上的點的組成？5、通過任一頂點B向其對邊引直線 BD,則BD線上的各點所表示的組成中，A、C兩個組分含量的比值如何？6、如果有兩個三組分體系 D和E,將其混合之后其組成點會落在哪？7、對于等邊三角形坐標內(nèi)的任意一組成O,向其加純B,體系的組成點會落在哪？若蒸發(fā)掉B,體系的組成點又會落在哪？8、已知一三組分體系 P的百分組成為：B

2、%=20, C%=30, A%=50,如何在等邊三角形坐標上繪 制出P點？9、請繪制出有一對部分互溶的三組分液-液體系的平衡相圖的草圖，并分析各相區(qū)的相數(shù)及相態(tài)。10、要繪制出有一對部分互溶的三組分液-液體系的平衡相圖關(guān)鍵是找出哪些點？11、由K滴加乙醇到曲線上的 d點，體系由兩相區(qū)進人單相區(qū)，溶液由渾濁轉(zhuǎn)為清澈，為何還要繼續(xù)加乙醇至e點？而不是在d點直接滴加水？12、三組分液-液體系的平衡相圖實驗中，要繪制單相區(qū)與兩相區(qū)的分界線，即雙結(jié)點溶解度曲線或雙結(jié)線，應(yīng)準確記錄哪些數(shù)據(jù)，知道哪些數(shù)據(jù)，計算出哪些數(shù)據(jù)？13、三組分液-液體系的平衡相圖實驗中，如果滴定過程中有一次清濁轉(zhuǎn)變時讀數(shù)不準，是否需

3、要立 即倒掉溶液重新做實驗？為什么？14、三組分液-液體系的平衡相圖中，連接線交于曲線上的兩點代表什么？15、三組分液-液體系的平衡相圖實驗中，使用的錐形瓶、分液漏斗為什么要事先干燥？16、三組分液-液體系的平衡相圖實驗中，用水或乙醇滴定至清濁變化以后，為什么還要加入過量？過量的多少對結(jié)果有何影響？17、三組分液-液體系的平衡相圖實驗中，當體系總組成點在曲線內(nèi)與曲線外時相數(shù)有何不同？總組 成點通過曲線時發(fā)生了什么變化？18、溫度升高，體系的溶解度曲線會發(fā)生什么樣的變化？在本實驗操作中應(yīng)注意哪些問題， 以防止溫度變化而影響實驗的準確性?19、簡述繪制三組分液-液體系的平衡相圖中兩相區(qū)的連接線的基

4、本原理。20、要繪制三組分液-液體系的平衡相圖中兩相區(qū)中某一點的連接線，應(yīng)準確記錄哪些數(shù)據(jù)？第二部分：參考答案實驗七十六 三組分液-液體系的平衡相圖1、什么是平衡相圖？答：研究多相系統(tǒng)的狀態(tài)如何隨溫度、壓力和濃度等條件的改變而發(fā)生改變，并用圖形表示系 統(tǒng)狀態(tài)的變化，這種圖形即平衡相圖，簡稱相圖。2、試用相律分析一下恒溫恒壓條件時，三組分液-液體系單相區(qū)的條件自由度是幾？兩相區(qū)的條件自由度是幾？答：恒溫恒壓條件時相律表達式為：f* =C-，三組分體系C =3,即f*=3-，當=1時，f*=2 ;當=2時，f*=1。3、等邊三角形坐標的頂點、線上的點、面上的點分別代表幾組分的組成？答：三個頂點分別

5、代表三個純組分 A、B和C, AB線代表（A+B）的兩組分體系，AC線 代表（A+C）的兩組分體系， BC線代表（B+C）的兩組分體系，面上的點（三角形內(nèi)各點）是 三組分體系。4、如何確定等邊三角形坐標面上的點的組成？答：通過三角形內(nèi)任何一點 O引平行線于各邊的直線，根據(jù)幾 何原理，a+b+c=AB=BC=CA=100%,或者 a z +b， +c =AB=BC=CA=100% 。因此，O點的組成可由 a，、bM c，來表示， 即O點所代表的三個組分的百分組成是： B%= b /, C%= c /, A%= a5、通過任一頂點B向其對邊引直線 BD,則BD線上的各點所表示的組成中，A、C兩個組

6、分含量的比值如何？答：A、C兩個組分的含量的比值保持不變。6、如果有兩個三組分體系D和E,將其混合之后其組成點會落在哪？答：其成分必定位于 D、E兩點之間的連線上。7、對于等邊三角形坐標內(nèi)的任意一組成O,向其加純B,體系的組成點會落在哪？若蒸發(fā)掉 B,體系的組成點又會落在哪？答：向其中加入純 B時體系總組成點將沿直線 OB向B移動，即落在 OB直線上。蒸發(fā)掉 B時 體系總組成點將沿直線 OB的反方向移動，即落在 OB的反向延長線上。8、已知一三組分體系 P的百分組成為：B%=20, C%=30, A%=50,如何在等邊三角形坐標上繪 制出P點？答：在B%=20處做一條頂點 B對邊的平行線，1線

7、上所有點 B的百分組成均為 B% = 20,再 在C%=30在處做一條頂點 C對邊的平行線，1線上所有點 C的百分組成均為 C%=30,這兩條平 行線的交點即為P。9、請繪制出有一對部分互溶的三組分液-液體系的平衡相圖的草圖，并分析各相區(qū)的相數(shù)及相態(tài)。aibi不一定與底邊平行。繼續(xù)O點稱為等溫會溶點或褶點，答：醋酸（A）和氯仿（B）能無限混溶，醋酸（A）和水（C）也能無限混 溶，但氯仿和水只能部分互溶。在它們組成的三組分系統(tǒng)相圖上出 現(xiàn)一個帽形區(qū)，在a和b之間，溶液分為兩層，一層是在醋酸存在 下，水在氯仿中的飽和液，如一系列 a點所示；另一層是氯仿在 水中的飽和液，如一系列 b點所示，這對溶液

8、稱為共軻溶液。在物系點為c的系統(tǒng)中加醋酸，物系點向 A移動，到達ci時, 對應(yīng)的兩相組成為 加和bi,由于醋酸在兩層中含量不等，所以連結(jié)線 加醋酸，使B, C兩組分互溶度增加，連結(jié)線縮短，最后縮為一點，這時兩層溶液界面消失，成單相。組成帽形區(qū)的aOb曲線稱為雙結(jié)點溶解度曲線或雙結(jié)線。兩相分界曲線aOb內(nèi)組分點相數(shù)為二，為兩液相平衡共存，曲線外組分點及曲線上點相數(shù)為一，為 單液相。10、要繪制出有一對部分互溶的三組分液-液體系的平衡相圖關(guān)鍵是找出哪些點？如何找？答：要繪制出有一對部分互溶的三組分液-液體系的平衡相圖關(guān)鍵是找出雙結(jié)點溶解度曲線或雙結(jié)線上的點，然后繪制出雙結(jié)點溶解度曲線或雙結(jié)線上。如

9、圖現(xiàn)有一個環(huán)己烷-水的二組分體系，其組成為K,向其中逐漸加入乙醇，則體系總組成沿KB變化（環(huán)己烷-水比例保持不變），在曲線以下區(qū)域內(nèi)則存在互不混溶的兩共扼相，將溶液振蕩后則出現(xiàn)渾濁狀態(tài)。繼續(xù)滴加乙醇直到曲線上的 d點，體系將由兩相區(qū)進人單相區(qū)，溶液 將由渾濁轉(zhuǎn)為清澈，繼續(xù)加乙醇至e點，溶液仍為清澈的單相。如果在這一體系中滴加水，則體系總組成將沿e-C變化（乙醇-環(huán)己烷比例保持不變），直到曲線上的f點。此后由單相區(qū)進入兩相區(qū)，溶 液開始由清澈變渾濁。繼續(xù)滴加水至g點仍為兩相。此時若在此體系中再加人乙醇，至 h點則由兩相區(qū)進入單相區(qū)，液體由渾變清。如此反復進行，可獲得 d、f、h、j位于曲線上的點

10、，將它們連接即得單相區(qū)與兩相區(qū)分界的曲線。11、由K滴加乙醇到曲線上的 d點，體系由兩相區(qū)進人單相區(qū)，溶液由渾濁轉(zhuǎn)為清澈，為何還要繼 續(xù)加乙醇至e點？而不是在d點直接滴加水？答：便于出現(xiàn)新的清濁變化點。使混合液交替出現(xiàn)在單相區(qū)和兩相區(qū)之間，找出不同的單、兩 相區(qū)的分界點，從而得到單、兩相區(qū)的分界曲線。12、三組分液-液體系的平衡相圖實驗中，要繪制單相區(qū)與兩相區(qū)的分界線，即雙結(jié)點溶解度曲線 或雙結(jié)線，應(yīng)準確記錄哪些數(shù)據(jù)，知道哪些數(shù)據(jù)，計算出哪些數(shù)據(jù)？答：應(yīng)準確記錄清濁轉(zhuǎn)變時各組分的精確體積，實驗溫度，應(yīng)知道實驗溫度下各純組分的密度， 然后計算出各組分的質(zhì)量及質(zhì)量百分數(shù)。用等邊三角形坐標畫圖即可。

11、13、三組分液-液體系的平衡相圖實驗中，如果滴定過程中有一次清濁轉(zhuǎn)變時讀數(shù)不準，是否需要 立即倒掉溶液重新做實驗？為什么？答：不需要，可用乙醇或者水回滴幾滴恢復，記下各試劑的實際用量。因為實驗只要找出單、 雙相區(qū)的分界曲線上的一系列點即可。14、三組分液-液體系的平衡相圖中，連接線交于曲線上的兩點代表什么？答：G及I代表總組成為 H的體系的兩個共軻溶液， G是它的水層的平衡組成，I是它的環(huán)己烷 層的平衡組成。15、三組分液-液體系的平衡相圖實驗中，使用的錐形瓶、分液漏斗為什么要事先干燥？答：由于本實驗是通過體積的精確測量，然后根據(jù)室溫下的密度計算出相變點的組成，因此使用的錐形瓶、分液漏斗要事先

12、干燥。如果上述儀器不干燥，會使混合溶液中的水的體積增加，使得計算的水的質(zhì)量小于水的實際質(zhì)量，影響實驗結(jié)果。16、三組分液-液體系的平衡相圖實驗中，用水或乙醇滴定至清濁變化以后，為什么還要加入過量?過量的多少對結(jié)果有何影響？答：為了使混合液交替出現(xiàn)在單相區(qū)和兩相區(qū)之間，找出單、兩相區(qū)的分界點，從而得到單、 兩相區(qū)的分界曲線。過量多時會使得實驗測得的分界點位于分界曲線的后端部位，影響曲線繪制， 從而影響實驗結(jié)果。.三組分液-液體系的平衡相圖實驗中，當體系總組成點在曲線內(nèi)與曲線外時相數(shù)有何不同？總組 成點通過曲線時發(fā)生了什么變化？答：曲線內(nèi)相數(shù)為二，曲線外相數(shù)為一?？偨M成點通過曲線時會從單相變成兩相

13、或者兩相變成 單相。應(yīng)注意哪些問題,.溫度升高，體系的溶解度曲線會發(fā)生什么樣的變化？在本實驗操作中以防止溫度變化而影響實驗的準確性?答：當溫度升高時，三組分體系帽形區(qū)會變小。注意不要用手捂住試劑瓶，以免增加溫度, 從而影響結(jié)果。實驗操作中手應(yīng)避免觸及錐形瓶底部的溶液，防止溫度升高而導致溶液揮發(fā)， 滴定時動作要迅速，應(yīng)減少震蕩時間。連接線的惻定(1)19、簡述繪制三組分液-液體系的平衡相圖中兩相區(qū)的連接線的 基本原理。答：設(shè)將組成為 E的環(huán)己烷-乙醇混合液，滴加到組成為 G、質(zhì)量為 Wg的水層溶液中，如圖76-2 （b）所示，則體系總 組成點將沿直線 GE向E移動，當移至F點時，液體由渾變清（由 兩相變?yōu)閱蜗啵鶕?jù)杠桿規(guī)則，加入環(huán)己烷-乙醇混合物的質(zhì)量 We與水層G的質(zhì)量Wg之比按式（1）確定We _ FGWg EF已知E點及FG/EF值后，可通過 E作曲線的