三组分体系相图的制备

石工1210 段炼学号12021469

实验一三组分体系相图的制备

一．实验目的

制备等温，等压下甲苯-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，曲线以下区域为两相共存区，其余部分为均相区。

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．实验仪器和药品

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．数据记录

表一

六．数据处理

1.根据附录2和3中的公式可以求出各温度下水，甲苯，乙醇的密度，分别是：

室内温度：17℃

d（水） =0.9988g/cm2

d（甲苯）=0.86842g/cm2

d（乙醇）=0.7919g/cm2

2.根据已查到的密度结合表一，可以计算出各溶液滴定终点的质量，进而求得质量分数，

记录如下表二

3.根据表中数据，利用origin做出三组分体系图如下：

通过互联网查到16℃下，甲苯在水中的溶解度为0.047g，计算后得到上表中最后两行的数据。

七．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：滴定管，锥形瓶，移液管等如果未干燥会使苯，水，乙醇各质量计算出偏差，影响三组分体系相图的绘制，影响实验准确度。

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：在溶解度曲线上方时，体系的相数为一，在溶解度曲线下方时，体系的相数为二。

3．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？

答：当温度升高时，三组分体系溶解度曲线会下降，因温度升高，溶解度增加，两相区缩小，曲线下降。1注意实验操作中不要用手捂住试剂瓶且手应尽量应避免触

及锥形瓶底部的溶液，以免影响温度升高，从而影响结果。2滴定时动作要迅速，

减少震荡时因乙醇等挥发的影响。

八．实验总结

本次实验让我学会了利用绘图软件origin来绘制三组分体系相图，深刻理解了三组分相图的内容和原理，锻炼了我认真记录数据，认真处理数据的能力。实验中我们要时刻注意溶液的变化，必须十分细心去观察实验的现象，培养了我对实验的正确态度。

这是网上查到的数据截图，但是水在甲苯中的溶解度没有查到.