实验三组分体系相图的制备

实验三组分体系相图的制备
实验三组分体系相图的制备

实验一三组分体系相图的制备

一、实验目的

制备等温、等压下苯-水-乙醇三组分体系相图。

二、实验原理

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 的组分的混合体系。AC 线上各点相当于A 和C 的组分的混合体系。

在苯-水-乙醇三组分体系中,苯与水是部分互溶的,而乙醇和苯、乙醇和水都是完全互溶的。设由一定量的苯和水组成一个体系,其组成为K,此体系分为两相:一相为水相,另一项为苯相。当在体系中加入乙醇时,体系的总组成沿AK 线移至N 点。此时乙醇溶于水相及苯相,同时乙醇促使苯与水互溶,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。若分别用b1、c1 表示这两个平衡的液相的组成,此两点的连线成为连系线,这两个溶液称为共轭溶液。代表液-液平衡体系中所有共轭液相组成点的连线称为溶解度曲线(如图1-1)。曲线以下区域为两相共存区,其余部分为均相区。此图称为含一对部分互溶组分的三组分体系液-液平衡相图。

图1-1 三组分体系液-液平衡相

按照相律,三组分相图要画在平面上,必须规定两个独立变量。本实验中,它们分别是温度(为室温)和压力(为大气压)。

三、实验仪器与药品

1、仪器

25mL 酸式滴定管2 支,5mL 移液管1 支,50mL 带盖锥形瓶8 个。

2、药品

苯(分析纯),无水乙醇(分析纯),蒸馏水。

四、实验步骤

1.取8 个干燥的50mL 带盖锥形瓶,按照记录表格中的规定体积用滴定管及移液管配制6 种不同浓度的苯-乙醇溶液,及两种不同浓度的水-乙醇溶液。

2.用滴定管向已配好的水-乙醇溶液中滴苯,至清液变浊,记录此时每种清液中水的体积。滴定时必须充分摇荡,同时注意动作迅速,尽量避免由于苯、乙醇的挥发而引入的误差。

3.读取室温。

4.记录表格。

五、数据处理

查表知苯的密度为0.87768g/cm3、乙醇的密度为0.78855g/cm3、水的密度为0.99802g/cm3

溶液编号

体积(mL)质量(g)质量百分数(%)

苯水乙

苯水乙醇合计苯水乙醇

1 0.1

0 3.5

1.5

0.087

7

3.493

1.183

4.76

37

1.84 73.3

3

24.8

3

2 0.2

0 2.5

2.5

0.175

50

2.495

1.971

4.64

15

3.78 53.7

5

42.4

7

3 1.0

0 2.8

5.0

0.877

23

2.794

7

3.943

7.61

49

11.5

2

36.7

51.7

8

4 1.5

0 1.6

4.0

1.316

7

1.597

3.153

9

6.06

76

21.7

26.3

2

51.9

8

5 2.5

0 1.1

3.5

2.194

4

1.097

8

2.759

7

6.05

19

36.2

6

18.1

4

45.6

6 3.0

0 0.6

2.5

2.632

8

0.598

89

1.971

5

5.20

32

50.6

11.5

1

37.8

9

7 3.5

0 0.4

1.5

3.071

6

0.399

31

1.183

4.65

39

66.0

1

8.58 25.4

2

8 4.0

0 0.2

1.0

3.510

5

0.199

75

0.788

65

4.49

89

78.0

3

4.44 17.5

3

表1-1 溶解度曲线有关数据

六、思考题

1.本实验所用的滴定管(盛苯的)、锥形瓶、移液管等为什么必须干燥?

答:本实验是一个定量试验,实验仪器及记录比较精确。如果仪器上沾有液体,会影响实验数据的准确性,进而影响实验的图像准确性,从而引起实验偏差。

2.当体系组成分别在溶解度曲线上方及下方时,这两个体系的相数有什么不同?在本实验中是如何判断体系总组成正处于溶解度曲线上的,此时为几相?

答:当在曲线上方时为一相,在曲线下方时为两相。当在苯- 乙醇或水-乙醇中分别加入第三种液体时,出现清夜变浊现象,并且在震荡后浑浊不消失,即在曲线上,此时为三相。

3.温度升高,此三组分体系的溶解度曲线会发生什么样的变化?在本实验操作中应注意哪些问题,以防止温度变化而影响实验的准确性?

答:温度升高会使曲线向下移动。本实验中应注意避免手直接接触锥形瓶而提高温度。

二组分简单共熔体系相图的绘制

二组分简单共熔体系相图的绘制

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实验七二组分简单共熔体系相图的绘制 ------Cd~Bi二组分金属相图的绘制1实验目的及要求: 1)应用步冷曲线的方法绘制Cd~Bi二组分体系的相图。 2)了解纯物质和混合物步冷曲线的形状有何不同,其相变点的温度应如何确定。 2 实验原理:… 用几何图形来表示多相平衡体系中有哪些相、各相的成分如何,不同相的相对量是多少,以及它们随浓度、温度、压力等变量变化的关系图,叫相图。 绘制相图的方法很多,其中之一叫热分析法。在定压下把体系从高温逐渐冷却,作温度对时间变化曲线,即步冷曲线。体系若有相变,必然伴随有热效应,即在其步冷曲线中会出现转折点。从步冷曲线有无转折点就可以知道有无相变。测定一系列组成不同样品的步冷曲线,从步冷曲线上找出各相应体系发生相变的温度,就可绘制出被测体系的相图,如图Ⅱ一6一l所示。 纯物质的步冷曲线如①⑤所示,从高温冷却,开始降温很快,口6线的斜率决定于体系的散热程度。冷到A的熔点时,固体A开始析出,体系出现两相平衡(溶液和固体A),此时温度维持不变,步冷曲线出现bc的水平段,直到其中液相全部消失,温度才下降。 混合物步冷曲线(如②、④)与纯物质的步冷曲线(如①、⑤)不同。如②起始温度下降很快(如a′b′段),冷却到b′点的温度时,开始有固体析出,这时体系呈两相,因为液相的成分不断改变,所以其平衡温度也不断改变。由于凝固热的不断放出,其温度下降较慢,曲线的斜率较小(b′c′段)。到了低共熔点温度后,体系出现三相,温度不再改变,步冷曲线又出现水平段c′d′,直到液相完全凝固后,温度又迅速下降。 曲线⑧表示其组成恰为最低共熔混合物的步冷曲线,其图形与纯物相似,但它的水平段是三相平衡。 用步冷曲线绘制相图是以横轴表示混合物的成分,在对应的纵轴标出开始出现相变(即步冷曲线上的转折点)的温度,把这些点连接起来即得相图。 3仪器与药品: 加热电炉1只,热电偶(铜一康铜)1根,不锈纲试管8只,控温测定装置1台,计算机1台,镉(化学纯),铋(化学纯)。 4 实验步骤: 1)配制不同质量百分数的铋、镉混合物各100g(含量分别为0%,15%,25%,40%,55%,75%,90%,100%),分别放在8个不锈纲试管中。 2)用控温测定装置装置,依次测纯镉、纯铋和含镉质量百分数为90%,75%,55%,40%,25%,15%样品的步冷曲线。将样品管放在加热电炉中加热,让样品熔化,同时将热电偶的热端(连玻璃套管)插入样品管中,待样品熔化后,停止加热。用热电偶玻璃套管轻轻搅

三组分体系等温相图的绘制.

实验八三组分体系等温相图的绘制 【目的要求】 1. 熟悉相律,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相图的基本原理。 【实验原理】 对于三组分体系,当处于恒温恒压条件时,根据相律,其自由度f*为: f*=3-Φ 式中,Φ为体系的相数。体系最大条件自由度f*max=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间的关系,通常是用等边三角形坐标表示,称之为三元相图。如图2-8-1所示。 等边三角形的三个顶点分别表示纯物A、B、C,三条边AB、BC、CA分别表示A和B、B和C、C和A所组成的二组分体系的组成,三角形内任何一点都表示三组分体系的组成。图2-8-1中,P点的组成表示如下: 经P点作平行于三角形三边的直线,并交三边于a、b、c三点。若将三边均分成100等份,则P点的A、B、C组成分别为:A%=Pa=Cb,B%=Pb=Ac,C%=Pc=Ba。 苯-醋酸-水是属于具有一对共轭溶液的三液体体系,即三组分中二对液体A和B,A和C 完全互溶,而另一对液体B和C只能有限度的混溶,其相图如图2-8-2所示。 图2-8-1 等边三角形法表示三元相图图2-8-2 共轭溶液的三元相图 图2-8-2中,E、K2、K1、P、L1、L2、F点构成溶解度曲线,K1L1和K2L2是连结线。溶解度曲线内是两相区,即一层是苯在水中的饱和溶液,另一层是水在苯中的饱和溶液。曲线外是单相区。因此,利用体系在相变化时出现的清浊现象,可以判断体系中各组分间互溶度的大小。一般来说,溶液由清变浑时,肉眼较易分辨。所以本实验是用向均相的苯-醋酸体系中滴加水使之变成二相混合物的方法,确定二相间的相互溶解度。 【仪器试剂】 具塞锥形瓶(100mL,2只、25mL,4只);酸式滴定管(20mL,1支);碱式滴定管(50mL,1支);移液管(1mL,1支、2mL,1支);刻度移液管(10mL,1支、20mL,1支);锥形瓶(150mL,

三组分体系相图的制备

中国石油大学化学原理(二)实验报告 实验日期:2013-10-24 成绩: 班级:石工12-11 学号:12093406 姓名:王景乐教师: 同组者:赵润达 三组分体系相图制备 一、实验目的 制备等温等压下甲苯—水—乙醇三组分体系相图 二、实验原理 三组分体系相图的组成可用等边三角形坐标表示。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的组分的混合体系,AC线上各点相当于A和C的组分的混合体系。 在甲苯—水—乙醇三组分体系中。甲苯与水是部分互溶的,二乙醇和甲苯、乙醇和水都是完全互溶的。设由一定量的甲苯与水组成一个体系,其组成为K,此体系分为两相:一相为水相,另一相为甲苯相。当在体系中加入乙醇时,体系的总组成沿AK线移至N点。此时乙醇溶于水相和甲苯相,同时乙醇促使水与甲苯互溶,故此体系由两个分别含有三个组分的液相组成。但这两个的液相的组成 不同,若分别用、表示这两个平衡的液相的组成,此两点的连线成为连系线, 这两个溶液称为共轭溶液。代表液—液平衡体系中所有共轭溶液相组成点的连线称为溶解度曲线(如图1—1)。曲线以下区域为两相共存区,其余部分均为相区。此图称为含一对部分互溶组分的三组分体系液—液平衡相图 按照相律,三组分相图要画在平面上,必须规定两个独立变量。本实验中,它们分别是温度(即室温)和压力(大气压力)。 三、实验仪器与药品 1.仪器 25ml酸式滴定管2支,5ml移液管1支,50ml带盖锥形瓶8个。 2.药品

甲苯(分析纯),无水乙醇(分析纯),蒸馏水。 四、实验步骤 1.取8个干燥的50ml带盖锥形瓶,按照记录表格中的规定体积用滴定管及移液管配制6种不同浓度的甲苯—乙醇溶液,及两种不同浓度的水—乙醇溶液。 2.用滴定管向已配制好的水—乙醇溶液中滴甲苯,至清夜变浊,记录此时甲苯的体积。用滴定管向已配制好的甲苯—乙醇溶液中滴甲苯,至清夜变浊,记录此时水的体积。滴定时必须充分震荡,同时注意动作迅速,尽量避免由于甲苯、乙醇的挥发而引入的误差。 3.读取室温 t=17.0 4.记录表格 表1—1 溶解度曲线有关数据记录表 五、数据处理 将各溶液滴定终点时的各组分的体积,根据它们在实验温度下的密度换算为质量,求出各溶液滴定终点时的质量分数或质量分数的浓度。 由附录二查得在17.0时水的密度为=0.9988g/mL 由附录三查得甲苯的密度公式为: =0.88412-0.9225**t+0.0152**-4.223**t—温度( 温度范围0—99 无水乙醇的密度公式为: =0.80625-0.8461**t+0.16**t—温度(

三元系相图绘制

实验三组分相图的绘制 一实验目的 绘制苯一醋酸一水体系的互溶度相图。为了绘制相图就需通过实验获得平衡时,各相间的组成及二相的连结线。即先使体系达到平衡,然后把各相分离,再用化学分析法或物理方法测定达成平衡时各相的成分。但体系达到平衡的时间,可以相差很大。对于互溶的液体,一般平衡达到的时间很快;对于溶解度较大,但不生成化合物的水盐体系,也容易达到平衡;对于一些难溶的盐,则需要相当长的时间,如几个昼夜。由于结晶过程往往要比溶解过程快得多,所以通常把样品置于较高的温度下,使其较多溶解,然后把它移放在温度较低的恒温槽中,令其结晶,加速达到平衡。另外摇动、搅拌、加大相界面也能加快各相间扩散速度,加速达到平衡。由于在不同温度时的溶解度不同,所以体系所处的温度应该保持不变。 二实验原理 水和苯的互溶度极小,而醋酸却与水和苯互溶,在水和苯组成的二相混合物中加入醋酸,能增大水和苯之间的互溶度,醋酸增多,互溶度增大。当加入醋酸到达某一定数量时,水和苯能完全互溶。这时原来二相组成的混合体系由浑变清。在温度恒定的条件下,使二相体系变成均相所需要的醋酸量,决定于原来混合物中水和苯的比例。同样,把水加到苯和醋酸组成的均相混合物中时,当水达到一定的数量,原来均相体系要分成水相和苯相的二相混合物,体系由清变浑。使体系变成二相所加水的量,由苯和醋酸混合物的起始成分决定。因此利用体系在相变化时的浑浊和清亮现象的出现,可以判断体系中各组分间互溶度的大小。一般由清变到浑,肉眼较易分辨。所以本实验采用由均相样品加人第三物质而变成二相的方法,测定二相间的相互溶解度。 当二相共存并且达到平衡时,将二相分离,测得二相的成分,然后用直线连接这二点,即得连结线。 一般用等边三角形的方法表示三元相图(图1)。等边三角形的三个顶点各代表纯组分;三角形三条边AB、BC、CA分别代表A和B、B和C、C和A所组成的二组分的组成;而三角形内任何一点表示三组分的组成。 例如图1-1中的P点,其组成可表示如下:经P点作平行于三角形三边的直线,并交三边于a、b、c三点。若将三边均分成100等分,则P点的A、B、C组成分别为: A%=Cb,B%=Ac,C%=Ba 对共轭溶液的三组分体系,即三组分中二对液体AB及AC完全互溶,而另一对BC则不溶或部分互溶的相图,如图1-2所示。图中EK1K2K3DL3L2L1F是互溶度曲线,K1L1、K2L2等是连结线。互溶度曲线下面是两相区,上面是一相区。 图1-1等边三角形法表示三元相图图1-2共轭溶液的三元相图

三组分体系相图绘制.doc

实验八三组分体系等温相图的绘制 一、目的要求 1. 熟悉相律,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相图的基本原理。 二、实验原理 对于三组分体系,当处于恒温恒压条件时,根据相律,其自由度f*为:f*=3-Φ式中,Φ为体系的相数。体系最大条件自由度f*max=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间的关系,通常是用等边三角形坐标表示,称之为三元相图。如图2-8-1所示。 等边三角形的三个顶点分别表示纯物A、B、C,三条边AB、BC、CA 分别表示A和B、B和C、C和A所组成的二组分体系的组成,三角形内任何一点都表示三组分体系的组成。图2-8-1中, P点的组成表示如下:经P点作平行于三角形三边的直线,并交三边于a、b、c三点。若将三边均分成100等份,则P点的A、B、C组成分别为:A%=Pa=Cb,B%=Pb=Ac,C%=Pc=Ba。

2 苯-醋酸-水是属于具有一对共轭溶液的三液体体系,即三组分中二对液体A和B,A和C完全互溶,而另一对液体B和C只能有限度的混溶,其相图如图2-8-2所示。 图2-8-1 等边三角形法表示三元相图图2-8-2 共轭溶液的三元相图图2-8-2中,E、K2、K1、P、L1、L2、F点构成溶解度曲线,K1L1和K2L2是连结线。溶解度曲线内是两相区,即一层是苯在水中的饱和溶液,另一层是水在苯中的饱和溶液。曲线外是单相区。因此,利用体系在相变化时出现的清浊现象,可以判断体系中各组分间互溶度的大小。一般来说,溶液由清变浑时,肉眼较易分辨。所以本实验是用向均相的苯-醋酸体系中滴加水使之变成二相混合物的方法,确定二相间的相互溶解度。 三、仪器试剂 具塞锥形瓶(100mL,2只、25mL,4只);酸式滴定管(20mL,1支);碱式滴定管(50mL,1支);移液管(1mL,1支、2mL,1支);刻度移液管(10mL,1支、20mL,1支);锥形瓶(150mL,2只)。

三组分液-液系统相图的绘制

三组分液-液系统相图的绘制 一、实验目的 1. 熟悉相律,掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。 2. 用溶解度法作出苯-乙酸-水体系的相图。 二、实验原理 对于三组分体系C=3,当处于恒温恒压条件时,根据相律,其自由度*f为: * =3 f- P 式中,P为体系的相数。体系最大条件自由度max * f=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间的关系,通常是用等边三角形坐标表示,称之为三元相图。如图2-6所示。等边三角形的三个顶点分别表示纯物质A、B、C,三条边AB、BC、CA分别表示A和B、B和C、C和A所组成的二组分体系的组成,三角形内任何一点都表示三组分体系的组成。图2-6中,P点的组成表示如下: 经P点作平行于三角形三边的直线,并交三边于a、b、c三点。若将三边均分成100等份,则P点的A、B、C组成分别为:A%=Pa=Cb,B%=Pb=Ac,C%=Pc=Ba。 苯-乙酸-水是属于具有一对共轭溶液的三液体体系,即三组分中二对液体A和B,A和C完全互溶,而另一对液体B和C只能有限度的混溶,其相图如图2-7所示。

图2中,E、K2、K1、P、L1、L2、F点构成溶解度曲线,K1L1和K2L2是连结线。溶解度曲线内是两相区,即一层是苯在水中的饱和溶液,另一层是水在苯中的饱和溶液。曲线外是单相区。因此,利用体系在相变化时出现的清浊现象,可以判断体系中各组分间互溶度的大小。一般来说,溶液由清变浑时,肉眼较易分辨。所以本实验是用向均相的苯-乙酸体系中滴加水使之变成二相混合物的方法,确定二相间的相互溶解度。 三、仪器药品 仪器:具塞锥形瓶(100mL)1只;酸式滴定管(20mL)1只;移液管(1mL、2mL)各1只;刻度移液管(10mL)1只。 药品:冰乙酸(AR.);苯(AR.);去离子水等。 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,用移液管移取10.00mL苯及2.00mL 醋酸,置于干燥的100mL具塞锥形瓶中,然后在不停地摇动下慢慢地滴加水,至溶液由清变浑时,即为终点,记下水的体积。向此瓶中再图1 等边三角形表示三元相图2 共轭溶液的三元相图

三元相图的绘制详解

三元相图的绘制 本实验是综合性实验。其综合性体现在以下几个方面: 1.实验内容以及相关知识的综合 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,尤其是在一般的实验中(比如分析化学实验、无机化学实验等)作图都是用的直角坐标体系,几乎没有用过三角坐标体系,因此该实验中的等边三角形作图法就具有独特的作用。这类相图的绘制不仅在相平衡的理论课中有重要意义,而且对化学实验室和化工厂中经常用到的萃取分离中具有重要的指导作用。 2.运用实验方法和操作的综合 本实验中涉及到多种基本实验操作和实验仪器(如电子天平、滴定管等)的使用。本实验中滴定终点的判断,不同于分析化学中的大多数滴定。本实验的滴定终点,是在本来可以互溶的澄清透明的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。准确地掌握滴定的终点,有助于学生掌握多种操作,例如取样的准确、滴定的准确、终点的判断准确等。 一.实验目的 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的基本原理和实验方法。 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。恒定温度和压力时: 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的状态与组成之间的关系,称为三元相图。一般用等边三角形的方法表示三元相图。 在萃取时,具有一对共轭溶液的三组分相图对确定合理的萃取条件极为重要。在定温定压下,三组分体系的状态和组分之间的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和B,B和C,C和A所组成的二组分体系的组成。三角形内任一点则表示三组分体系的组成。如点P 的组成为:A%=Cb B%=Ac C%=Ba 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. 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。

三组分体系相图的制备实验报告

中国石油大学化学原理(二)实验报告 实验日期:2012.10.17 成绩: 班级:石工11-12班学号:11021579 姓名张伟教师:王增宝 同组者:李云浩赵红帅 三组分体系相图的制备 一:实验目的 制备等温、等压下苯-水-乙醇三组分体系相图。 二、实验原理 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-乙醇三组分体系中,苯与水是部分互溶的,而乙醇和苯、乙醇和水都是完全互溶的。设由一定量的苯和水组成一个体系,其组成为K,此体系分为两项:一相为水相,一项为苯相。当在体系中加入乙醇时,体系的总组成沿AK 线移至N点。此时乙醇溶于水相及苯相,同时乙醇促进苯与水互溶,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。若分别用b1、c1表示这两个平衡的液相的组成,此两点的连线称为连系线,这两个溶液称为共轭溶液。代表液-液平衡体系中所有共轭液相组成点的连线称为溶解度曲线(如图1-1)。曲线以下区域为两相共存区,其余部分为均相区。此图称为含一对部分互溶组分的三组分体系液-液平衡相图。 图1-1 三组分体系液-液平衡相图 按照相律,三组分相图要画在平面上,必须规定两个独立变量。本实验中,它们分别是温度(为室温)和压力(为大气压)。 三、实验仪器与药品

1、仪器 25ml酸式滴定管2支、5ml移液管1支、50ml带盖锥形瓶8个。 2、药品 苯(分析纯)、无水乙醇(分析纯)、蒸馏水。 四、实验步骤 1、取8个干燥的5毫升带盖锥形瓶,按照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。滴定时必须充分摇荡,同时注意动作迅速,尽量避免由于苯、乙醇的挥发而引起的误差。 3、读取室温。 4、记录表格。 五、实验数据 表1-2 溶解度曲线有关数据记录表 室温:22℃ 溶液编号 体积(ml) 苯水乙醇 1 0.10 3.50 1.50 2 0.21 2.50 2.50 3 1.00 2.73 5.00 4 1.50 1.50 4.00 5 2.50 1.04 3.50 6 3.00 0.55 2.50 7 3.50 0.37 1.50 8 4.00 0.15 1.00 六、数据处理 将各溶液滴定终点时各组分的体积,根据它们在实验温度下的密度(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。 实验数据的处理方法如下: 已知苯、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。

二组分气液平衡相图的绘制

双液系气-液平衡相图的绘制 一、实验目的、要求 1. 测定常压下环己烷-乙醇二元系统的汽液平衡数据,绘制101325Pa下的沸点-组成的相图。 2. 掌握阿贝折射仪的原理和使用方法。 二、实验原理 液体混合物中各组分在同一温度下具有不同的挥发能力。因而,经过汽液见相变达到平衡后,各 组分在汽、液两相中的浓度是不相同的。根据这个特点,使二元混合物在精馏塔中进行反复蒸馏,就可分离得到各纯组分。为了得到预期的分离效果,设计精馏装置必须掌握精确的汽液平衡数据,也就是平衡时的汽、液两相的组成与温度、压力见的依赖关系。大量工业上重要的系统的平衡数据,很难由理论计算,必须由实验直接测定,即在恒压(或恒温)下测定平衡的蒸汽与液体的各 组分。其中,恒压数据应用更广,测定方法也较简便。 本实验测定的恒压下环己烷-乙醇二元汽液平衡相图。图中横坐标表示二元系的组成(以B的摩尔分数表示),纵坐标为温度。用不同组成的溶液进行测定,可得一系列数据,据此画出一张由液 相线与汽相线组成的完整相图。 分析汽液两相组成的方法很多,有化学方法和物理方法。本实验用阿贝折射仪测定溶液的折射率 以确定其组成。预先测定一定温度下一系列已知组成的溶液的折射率,得到折射率-组成对照表。以后即可根据待测溶液的折射率,由此表确定其组成。 三、使用仪器、材料 沸点仪1套,阿贝折射仪,移液管,环己烷,无水乙醇 四、实验步骤 1、测定折射率与组成的关系,绘制工作曲线 将9支小试管编号,依次移入 ml, ml, …, ml的环己烷,然后依次移入 ml, ml,…, ml 的无水乙醇,配成9份已知浓度的溶液,用阿贝折射仪测定每份溶液的折射率及纯环己烷和纯无水乙醇的折射率,以折射率对浓度作图。 2、测定环己烷-乙醇体系的沸点与组成的关系 (1) 右半部沸点-组成关系的测定取20 ml无水乙醇加入沸点仪中,然后依次加入环己烷, , , , , ml,测定溶液沸点,及气、液组分折射率n。完成后,将溶液倒入回收瓶。 (2) 左半部沸点-组成关系的测定取25 ml环己烷加入沸点仪中,然后依次加入无水乙醇, , , , , ml,测定溶液沸点,及气、液组分折射率n。完成后,将溶液倒入回收瓶。 五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) 标准曲线 V环己烷(ml) V乙醇(ml) xEtOH x环己烷折射率 0 1 1 0 1 0 0 1

三组分体系相图绘制

精品 实验八三组分体系等温相图的绘制 一、目的要求 1. 熟悉相律,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相图的基本原理。 二、实验原理 对于三组分体系,当处于恒温恒压条件时,根据相律,其自由度f*为:f*=3-Φ式中,Φ为体系的相数。体系最大条件自由度f*max=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间的关系,通常是用等边三角形坐标表示,称之为三元相图。如图2-8-1所示。 等边三角形的三个顶点分别表示纯物A、B、C,三条边AB、BC、CA分别表示A和B、B和C、C和A所组成的二组分体系的组成,三角形内任何一点都表示三组分体系的组成。图2-8-1中,P点的组成表示如下: 经P点作平行于三角形三边的直线,并交三边于a、b、c三点。若将三边均分成100等份,则P点的A、B、C组成分别为:A%=Pa=Cb,B%=Pb=Ac,C%=Pc=Ba。

精品 苯-醋酸-水是属于具有一对共轭溶液的三液体体系,即三组分中二对液体A和B,A和C完全互溶,而另一对液体B和C只能有限度的混溶,其相图如图2-8-2所示。 图2-8-1 等边三角形法表示三元相图图2-8-2 共轭溶液的三元相图图2-8-2中,E、K2、K1、P、L1、L2、F点构成溶解度曲线,K1L1和K2L2是连结线。溶解度曲线内是两相区,即一层是苯在水中的饱和溶液,另一层是水在苯中的饱和溶液。曲线外是单相区。因此,利用体系在相变化时出现的清浊现象,可以判断体系中各组分间互溶度的大小。一般来说,溶液由清变浑时,肉眼较易分辨。所以本实验是用向均相的苯-醋酸体系中滴加水使之变成二相混合物的方法,确定二相间的相互溶解度。 三、仪器试剂 具塞锥形瓶(100mL,2只、25mL,4只);酸式滴定管(20mL,1支);碱式滴定管(50mL,1支);移液管(1mL,1支、2mL,1支);刻度移液管(10mL,1支、20mL,1支);锥形瓶(150mL,2只)。

(详细)NH3——CO2——H2O三元体系相图

NH3-CO2-H2O三元体系相图 所谓的相图就是相平衡图,是物系在平衡时各组成条件(温度、浓度、压力)之间的关系图。图2-22中的纵坐标代表CO2的质量分数,横坐标代表NH3的质量分数,坐标原点代表纯水。纵轴100处代表纯CO2,横轴100处代表纯NH3。图中每种化合物(或混合物)的总碳量均以CO2来表示,总氮量均以NH3表示。 在CO2 -NH3连线以下的区域中的化合物(或混合物)由CO2、NH3和H2O构成,把这类化合物称为亲水化合物。在CO2-NH3连线以上的区域的化合物(或混合物),则是NH3和CO2及负水(脱水)构成的,把它称为憎水化合物。在CO2-NH3连线上的化合物(或混合物)则是只由NH3和CO2构成的。 由此可知,凡在CO2-NH3连线以上区域的组成点,其CO2和NH3的质量分数之和均超过100%。 图中标有温度的组线是等温溶解度曲线,它代表一种盐与液相平衡。该线经过转折后表示与液相呈平衡的是另外一种盐。转折点代表同一温度下两条溶解曲线的交点,因此在该点与液相呈平衡的是两种盐。图中的粗线就是这类转折点的连线,也就是多温图上的两种盐共饱和线。将各条粗线描绘出来就将图2-22分成各个区域。各区中的化合物就代表在该区内与液相呈平衡的盐。右边有一分层区,在该区内,任何等温线上的一个组成点,都分为两个界线分明的液体层,它们的组成分别为该等温线与分层区域界线的两个交点所代表。

一、CO2 -NH3 -H2O体系(Ⅰ)恒温相图 图2-23为20℃时CO2-NH3-H2O体系的恒温相图。图中有四条溶解度曲线:E'E1是NH4HCO3(组成点为C)的溶解度曲线,E1E2是复盐2NH4HCO3?(NH4)2CO3?H2O(组成点为P)的溶解度曲线,E2E3是一水碳酸盐(NH4)2CO3?H2O(组成点为S)的溶解度曲线,E3F'是氨基甲酸铵(组成点为A)的溶解度曲线。因为E'E1和E3 F'两条曲线未能在图上完全表示出来,因此E'和F'分别为两条曲线上的一个点。 1.与四条溶解度曲线对应的四个两相区 面积CE'E1代表NH4HCO3结晶区,面积PE1E2代表P盐结晶区,面积SE2E3代表(NH4)2CO3?H2O盐结晶区,面积AE3F'A代表NH4COONH2结晶区。E1、E2和E3是三个两盐共饱点:E1是C、P两盐共饱点,E2是P、S两盐共饱点,E3是S、A两盐共饱点。 2.与三个两盐共饱点相对应的有三个两盐共同结晶区 三角形E1PC是P、C两盐共晶区,三角形E2SP是S、P两盐共晶区,三角形E3AS是A、S两盐共晶区。饱和曲线E'E1E2E3F'以下是不饱和区。由图2-23可知,四种盐均为不相称盐,因为A、C、P、S各点分别与O点的连线都不与本身溶解度曲线相交。如果用组成为a的氨水进行碳化,则系统点将沿着CO2 - a 连线移动。先生成(NH4)2CO3?H2O结晶,后又转变为2NH4HCO3?(NH4)2 CO3?H2O结晶,继续碳化则变为NH4HCO3结晶。

二组分简单共熔系统相图的绘制

二组分简单共熔系统相图的绘制 实验名称:二组分简单共熔系统相图的绘制一、实验目的: 1. 用热分析法绘制Sn-Zn相图 2. 熟悉热分析法的测量原理 3. 掌握热电偶的标定和测温技术 二、实验原理: 本实验采用热分析法中的步冷曲线方法绘制Zn-Sn系统的固液平衡相图。在定压下把体系从高温逐渐冷却,作温度对时间变化曲线,即步冷曲线。体系若有相变,必然伴随有热效应,即在其步冷曲线中会出现转折点。从步冷曲线有无转折点就可以知道有无相变。测定一系列组成不同样品的步冷曲线,从步冷曲线上找出各相应体系发生相变的温度,就可绘制出被测体系的相图。 在冷却过程中,常出现过冷现象,布冷曲线在转折点出现起伏,遇此情况可通过作图法找到正常的转折点。 用热分析法测绘相图时,被测系统必须时时处于或接近相平衡状态,因此,系统的冷却速度必须足够慢,才能得到较好的结果。 三、仪器与试剂:

仪器 : 镍铬-镍硅热电偶1支;U-36电位差计1台;小保温瓶1只;盛合金的硬 质玻璃管7只;高温管式电炉2只(加热炉、冷却炉);调压器(2KW)1只; 坩埚钳1把;二元合金相图计算机测试系统1套。 试剂 :锡、锌、铋(均为AR);石墨粉。 四、实验步骤: (1)热电偶的制作:取一段长约0.6m的镍铬丝,用小瓷管穿好,再取两段各长0.5m的捏个丝,参照教材制作热电偶。(实验室已制作)。 (2)配置样 品:100%Bi;100%Sn;100%Zn;45%Sn+55%Zn;75%Sn+25%Zn;91.2%Sn+8.8%Zn ;95%Sn+5% Zn。 (3)安装:安装仪器并接好线路。 (4)加热溶化样品,制作步冷曲线:依次测 1100%Bi;100%Sn;100%Zn;45%Sn+55%Zn;75%Sn+25%Zn;91.2%Sn+8.8%Zn ;95%Sn+5%Zn;样品的步冷曲线。 装了样品的玻璃管放在加热炉中,接通电炉电源,调节变压器,待样品完全熔化后,再升高温度50?,停止加热,然后把样品从加热炉里拿出放在冷却炉中。 当样品放入冷却炉后,开始用UJ-36电位差计测定热电偶在冷却过程中的热电势,每20秒读取一次,连续渎至热电势不随时间变化后又开始下降后2min左右即可停止。 五、数据记录及处理: (1)以热电势为纵坐标,时间为横坐标,绘制所有步冷曲线。(7张附后)。 (2)绘制热电偶矫正曲线如下: 样品熔点? 热电势 //mV 100%Zn 419.5 16.10

第二十讲三元相图总结

第二十讲三元相图总结 第五节三元相图总结 一、主要内容: 三元系的两相平衡 三元系的三相平衡 三元系的四相平衡 三元相图的相区接触法则 三元合金相图应用举例 二、要点: 三元系的两相平衡特点,共轭曲面,共轭曲线,三元系三相平衡特点(共晶型,包晶型),等温截面的相区接触法则,三元系的四相平衡特点,三元共晶反应型,包晶反应型,三元包晶反应型,利用单变量线的走向判断四相平衡类型,相区接触法则 三、方法说明: 掌握三元合金相图的特点,使学生能够看懂并应用三元相图,重点是掌握相区接触法则,利用单变量线判断四相平衡的类型,利用杠杆定律,重心法则估算出各组成相的相对含量 授课内容: 一、三元系的两相平衡 三元相图的两相区以一对共轭曲面为边界,所以无论是等温截面还是变温截面都截取一对曲线为边界。 在等温截面上平衡相的成分由两相区的连线确定,可用杠杆定律计算相的相对含量。 在变温截面上,只能判断两相的温度变化范围,不反应平衡相的成分。 二、三元系的三相平衡 三元系的三相平衡区的立体模型是一个三棱柱体,三条棱边为三个相成分的单变量线。 三相区的等温截面图的三个顶点就是三个相的成分点。各连接一个单相区,三角形的三个边各邻接一个两相区。可以用重心法则计算三个相的含量。 如何判断三相平衡是二元共晶反应还是二元包晶反应? 在垂直截面图中,曲边三角形的顶点在上方的是二元共晶反应;顶点在下方的是二元包晶反应。 三、三元系的四相平衡 三元系的四相平衡,为恒温反应。如果四相平衡中由一个相是液体三个相是固体,会有如下三种类型: 1)三元共晶反应: 2)包共晶反应: 3)三元包晶反应: 四个三相区与四相平衡平面的邻接关系有三种类型: 1)在四相平面之上邻接三个三相区,是三元共晶反应。 2)在四相平面之上邻接两个三相区,是包共晶反应。 3)在四相平面之上邻接一个三相区,是三元包晶反应。 液相面的投影图应用的十分广泛。 以单变量线的走向判断四相反应类型: 当三条液相单变量线相交于一点时,在交点所对应的温度必然发生四相平衡转变。 1)若三个箭头都指向交点为三元共晶反应。 2)若两条液相单变量线的箭头指向交点,一条背离交点,发生包共晶反应。 3)若一条液相单变量线的箭头指向交点,两条背离交点,发生三元包晶反应。

76 实验七十六 三组分液-液体系的平衡相图

第一部分:思考题 实验七十六三组分液-液体系的平衡相图 1、什么是平衡相图? 2、试用相律分析一下恒温恒压条件时,三组分液-液体系单相区的条件自由度是几?两相区的条件自由度是几? 3、等边三角形坐标的顶点、线上的点、面上的点分别代表几组分的组成? 4、如何确定等边三角形坐标面上的点的组成? 5、通过任一顶点B向其对边引直线BD,则BD线上的各点所表示的组成中,A、C两个组分含量的比值如何? 6、如果有两个三组分体系D和E,将其混合之后其组成点会落在哪? 7、对于等边三角形坐标内的任意一组成O,向其加纯B,体系的组成点会落在哪?若蒸发掉B,体系的组成点又会落在哪? 8、已知一三组分体系P的百分组成为:B%=20,C%=30,A%=50,如何在等边三角形坐标上绘制出P点? 9、请绘制出有一对部分互溶的三组分液-液体系的平衡相图的草图,并分析各相区的相数及相态。 10、要绘制出有一对部分互溶的三组分液-液体系的平衡相图关键是找出哪些点? 11、由K′滴加乙醇到曲线上的d点,体系由两相区进人单相区,溶液由浑浊转为清澈,为何还要继续加乙醇至e点?而不是在d点直接滴加水? 12、三组分液-液体系的平衡相图实验中,要绘制单相区与两相区的分界线,即双结点溶解度曲线或双结线,应准确记录哪些数据,知道哪些数据,计算出哪些数据? 13、三组分液-液体系的平衡相图实验中,如果滴定过程中有一次清浊转变时读数不准,是否需要立即倒掉溶液重新做实验?为什么? 14、三组分液-液体系的平衡相图中,连接线交于曲线上的两点代表什么? 15、三组分液-液体系的平衡相图实验中,使用的锥形瓶、分液漏斗为什么要事先干燥? 16、三组分液-液体系的平衡相图实验中,用水或乙醇滴定至清浊变化以后,为什么还要加入过量?过量的多少对结果有何影响? 17、三组分液-液体系的平衡相图实验中,当体系总组成点在曲线内与曲线外时相数有何不同?总组成点通过曲线时发生了什么变化? 18、温度升高,体系的溶解度曲线会发生什么样的变化?在本实验操作中应注意哪些问题, 以防止温度变化而影响实验的准确性?

8 三组分体系等温相图

实验八三组分体系等温相图 1 实验目的 (1) 熟悉相律,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相图的基本原理。 (3) 用溶解度法作出具有一对共轭溶液的苯—醋酸—水体系的相图(溶解度曲线及连结线)。 2 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*为f* = 3 - Φ (1) 式中,Φ为体系的相数。体系最大条件自由度f*max =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间的关系,称为三元相图。通常用等边三角形坐标表示,见图1.1所示。 等边三角形顶点分别表示纯物A、B、C,AB、BC、CA三条边分别表示A和B、B和C、C和A所组成的二组分体系的组成,三角形内任何一点都表示三组分体系的组成。图1.1中的P点,其组成表示如下: 经P点作平行于三角形三边的直线,并交三边于a、b、c三点。若将三边均分成100等分,则P点的A、B、C组成分别为:A%=Pa=Cb,B%=Pb=Ac,C%=Pc=Ba。 本实验讨论的苯—醋酸—水体系属于具有一对共轭溶液的三液体体系,即三组分中二对液体A和B,A和C完全互溶,而另一对B和C只能有限度的混溶,见图1.2所示。 图1.1 等边三角形法表示三元相图图1.2 共轭溶液的三元相图 图1.2中,E、K2、K1、P、L1、L2、F点构成溶解度曲线,K1L1、K2L2等是连结线。溶解度曲线内是两相区,即一层是苯在水中的饱和溶液,另一层是水在苯中的饱和溶液。曲线

外是单相区。因此,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。本实验是向均相的苯—醋酸体系滴加水使之变成二相混合物的方法,确定二相间的相互溶解度。 为了绘制连结线,在两相区配制混合溶液,达平衡时,两相的组成一定,只需分析每相中的一个组分的含量(重量百分组成),在溶解度曲线上就可以找出每相的组成点,连接共轭溶液组成点的连线,即为连结线。本实验先在两相区内配制两个混合液(组成已知),然后用NaOH分别滴定每对共轭相中的醋酸含量,根据醋酸含量在溶解度曲线上找出每对共轭相的组成点,连接此二组成点即为连结线(注意:连结线必须通过混合液的物系点)。 3 仪器药品 带塞锥形瓶(100mL) 2只 带塞锥形瓶(25mL) 4只 酸式滴定管(20mL) 1只 碱式滴定管(50mL) 1只 移液管(1mL、2mL) 各1只 刻度移液管(10mL、20mL) 各1只 锥形瓶(150mL) 2只 冰醋酸(分析纯) 苯(分析纯) 标准NaOH溶液(0.2mo1·dm-3) 酚酞指示剂。 4 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醋酸于干燥的100mL带塞锥形瓶中,然后慢慢滴加水,同时不停摇动,至溶液由清变浑,即为终点,记下水的体积,再向此瓶中加入5.00mL醋酸,体系又成均相,再用水滴定至终点,然后依次用同样方法加入8.00mL、8.00mL醋酸,分别用水滴至终点,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。 另取一只干燥的100mL带塞锥形瓶,用移液管加入1.00mL苯及2.00mL醋酸,用水滴至终点,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,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,经半小时后,待二层液分清,用干燥的移液管(或滴管)分别吸取上层液约5mL,下层液约1mL于已称重的4个25mL带塞锥形瓶中,再称其重量,然后用水洗入150mL锥形瓶中,以酚酞为指示剂,用0.2mol·dm-3标准氢氧化钠溶液滴定各层溶液中醋酸的含量。 5 数据处理

三组分液—液系统相图的绘制

物理化学实验报告 序号: 学生姓名: 学号: 学院:化学化工学院 班级: 10级制药班 专业:制药工程 指导老师: 实验名称:三组分液-液系统相图的绘制 实验日期: 2012年9月19日 实验室: 7509 同组者:

三组分液-液系统向图的绘制 一、实验目的 1.熟悉相律,掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。 2.用溶解度法作出笨-乙酸-水体系的相图(溶解度曲线)。 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。体系的最大条件自由度f*max=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。 笨-乙酸-水是属于具有一对共轭溶液的三液体体系相图,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。 向均相的笨-乙酸体系滴加水使之变成二相混合物的方法,确定二相间的相互溶解度。 三、仪器和试剂 100ml锥形瓶2只;酸式滴定管;1ml移液管;2ml移液管;10ml 刻度移液管。 乙酸(分析纯);笨(分析纯)。 四、实验步骤 1.洗净酸式滴定管,并于其中装满水。 2.用移液管移取10.00ml笨及4.00ml乙酸于干燥的100ml锥形瓶中, 慢慢滴加水,同时不停摇动,至溶液由清变浊,即为终点,记下水的体积。再依次向此瓶中加入5.00ml、8.00ml、8.00ml醋酸,体系又成均相,再用水滴定至终点,记录水的体积。 3.另取一只洁净干燥的100ml锥形瓶,用移液管加入1.00ml苯和 2.00ml乙酸,用水滴定至终点,记录水的体积。再依次加入1.00ml、 1.00ml、1.00ml、1.00ml、 2.00ml、10.00ml醋酸,分别用水滴定 至终点,记录每次所用水的体机。 五、数据处理与记录 1.实验数据记录 室温:24.9℃大气压:101.07KPa 2.溶解度曲线的绘制。

三元相图

8.4 三元系相图简介(1) 8.4.1 三元相图概述 工业上使用的大多数材料是由两种以上组分构成的,例如陶瓷、合金钢、A BS塑料等等都是属于三元体系。即使有些二元体系,因为不可避免的原因,也会存在一些杂质,因而也构成三元甚至多元体系。在多元系统中,各组元之间的交互作用并非是加和性的,例如在二元系统中加入第三组元后,不仅改变了原有组元之间的溶解度,而且在某些情况下还可以发生新的转变,形成新相。加入第3组元或更多组元后,会使体系出现液相的温度大幅度降低,这对耐高温场合应用的材料,需要特别引起注意。因此,要全面了解和掌握材料的结构(或组织)、性能以及相应的加工工艺,除了使用二元相图外,还需要掌握和应用三元甚至多元相图。当然,三元相图是使用最多、最普遍的一类相图,虽然组分只比二元体系增加了一种,但是三元相图的复杂性远远超过二元相图,实际三元相图的测定与绘制非常困难,相图的分析和应用也更复杂。本节主要介绍三元相图的基本内容,三元相图的基本类型以及结合不同材料专业方向的实际相图的分析与应用将在各专业方向课程中讲授。 对于三元凝聚系统,F=?C –P + 1= 4 –P,当F = 0时,P = 4,即三元凝聚系统中可能存在的平衡共存的相数最多为4个。当P = 1时,F = 3,即系统的最大自由度为3。这3个自由度指温度和三个组分中的任意2个浓度。由于要描述三元系统的状态,需要三个独立变量,其完整的状态图应该是一个三坐标的立体图。与普通的三维坐标系不同,三元系统相图的状态图是以三角形为底,表示三组分的组成,垂直于底面的坐标表示温度,所以这个状态图是一个三方棱柱体,柱体内的任一点代表了某一组成在一定温度下的状态。但这样的立体图不便于应用,我们实际使用的是它的平面投影图。图8-35是一个最简单的具有低共熔点的三元系统相图立体状态图,图8-36是其在底面上的投影图。

液液三组分相图

实验七十六三组分液-液体系的平衡相图 预习提问 1、什么是平衡相图? 答:研究多相系统的状态如何随温度、压力和浓度等条件的改变而发生改变,并用图形表示系统状态的变化,这种图形即为相图即平衡相图,相图即又平衡相图。 2、试用相律分析一下恒温恒压条件时,三组分液-液体系的条件自由度f*为多少? 答:相律表达式为:f﹡=c-Q,三组分体系c=3,即f=3- Q。 3、等边三角形坐标的顶点、线上的点、面上的点分别代表几组分的组成? 答:三个顶点分别代表三个纯组分A、B和C,AB线代表(A+B)的两组分体系,AC线代表(A+C)的两组分体系,BC线代表(B+C)的两组分体系,面上的点(三角形内各点)是三组分体系。 4、如何确定等边三角形坐标面上的点的组成? 答:通过三角形内任何一点O引平行线于各边的直线,根据几何原理,a+b+c=AB=BC=CA=100%,或者a'+b'+c'=AB=BC=CA=100%。因此,O点的组成可由a'、b'、c'来表示,即O点所代表的三个组分的百分组成是:B%= b',C%= c',A%= a'。 5、通过任一顶点B向其对边引直线BD,则BD线上的各点所表示的组成中,A、C两个组分含量的比值如何? 答:A、C两个组分的含量的比值保持不变。 6、如果有两个三组分体系D和E,将其混合之后其组成点会落在哪? 答:其成分必定位于D、E两点之间的连线上。 7、对于等边三角形坐标内的任意一组成O,向其加纯B,体系的组成点会落在哪?若蒸发掉B,体系的组成点又会落在哪? 答:向其中加入纯B时体系总组成点将沿直线OB向B移动,即落在OB直线上。蒸发掉B 时体系总组成点将沿直线OB的反方向移动,即落在OB的反向延长线上。 8、已知一三组分体系P的百分组成为:B%=20,C%=30,A%=50,如何在等边三角形坐标上绘制出P点? 答:在AB线上确定两个组分的组成点E,A%=50%/(50%+20%)=71.4%,即B%=28.6%,在相图中画出两个组分的所在直线EF平行于AC;同样在BC线上确定两个组分的组成点M,B%=40%,C%=60%,画出两个组分的所在直线MN平行于AB,两条直线相交的点即为P点。

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