石工10-7班+10021328+朱永靖+三组分体系相图的制备+28.doc

中国石油大学三组分体系相图的制备实验报告
实验日期： 2011年9月28日 成绩：
班级： 石工10-7 学号： 10021328 姓名： 朱永靖 教师： 王增宝
同组者： 张斌 朱超凡

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与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线上点相当A和C的组分的混合体系。
在苯—水—乙醇三组分体系中，苯水为部分互溶，而乙醇苯与乙醇水都是完全互溶的。设一定量的苯和水组成一个体系，其组成是K，分成两相：一是水相，而是液相。当加入乙醇后，体系的总组成沿AK线移至N点。此时乙醇溶于水相与苯相，同时促进水相与苯相的互溶。若分别用b、c表示这两个平衡的液相的组成，此两点的连线成为联系线，这两个溶液称为共轭溶液。（如图）

图1 三组分体系液-液平衡相图
按照相率，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、数据处理
表1 浓度曲线有关数据表
温度：22℃
编号
体积（ml）
质量（g）
质量百分数（%）
苯
水
乙醇
苯
水
乙醇
合计
苯
水
乙醇
1
0.10
3.50
1.50
0.088
3.492
1.182
4.762
1.8
73.3
24.8
2
0.15
2.50
2.50
0.131
2.495
1.969
4.595
2.9
54.3
42.9
3
1.00
2.60
5.00
0.877
2.594
3.939
7.410
11.8
35.0
53.2
4
1.50
1.70
4.00
1.315
1.696
3.151
6.162
21.3
27.5
51.1
5
2.50
1.00
3.50
2.191
0.998
2.757
5.946
36.8
16.8
46.4
6
3.00
0.55
2.50
2.630
0.549
1.969
5.148
51.1
10.7
38.2
7
3.50
0.30
1.50
3.068
0.299
1.182
4.549
67.4
6.6
26.0
8
4.00
0.15
1.00
3.506
0.150
0.788
4.444
78.9
3.4
17.7

由附录二、附录三可得苯的密度d1=0.8766g/ml，水的密度d2=0.9978g/ml,乙醇的密度d3=0.7877g/ml。以第一组数据为例：
m（苯）=0.8766g/cm3×0.10ml=0.088g
m（水）=0.9978g/cm3×3.50ml=3.492g
m（乙醇）=0.7877g/cm3×1.50ml=1.182g
m= m（苯）＋m（水）＋m（乙醇）=4.762g
w（苯）=0.088g/4.762g×100%=1.8%
w（水）=3.492g/4.762g×100%=73.3%
w（乙醇）=1.182g/4.762g×100%=24.8%
同理处理其他七组数据，记录以上表格中。
把以上处理结果在等边三角形坐标纸上描点、连线，得到苯-水-乙醇三组分体系相图。
六、注意事项
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、实验完毕，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，把锥形瓶冲洗干净，放入烘干箱烘干，再换上8个烘干瓶摆好。

七、思考题
1、本实验所用的滴定管（盛苯的）、锥形瓶、移液管为什么要干燥？
答：如果配置的溶液中含有水，如果滴定管（盛苯的）、锥形瓶、移液管等有水，溶液中水的质量分数会有较大误差，影响实验结果。
2、当体系组成分别在溶解度上方和下方时，这两个体系的相数有什么不同？在本实验中是怎么判断体系总组成正处于溶解度曲线上的？此时为几相？
答：当体系组成在溶解度曲线上方时，溶液组成为单相，在曲线下方时为两相。当溶液恰好变混浊时，体系总组成处于溶解度曲线上，此时溶液为两相。
3、温度升高，此三项体系的溶解度曲线会发生怎样的变化，在本实验操作中应注意哪些问题，以防止温度变化影响实验准确性？
答：温度升高，曲线范围会变小。因为当温度升高时，苯与水的溶解度会增大，单相区会变大。在混合溶液时，应注意溶液温度的变化，以免传递热量使体系温度上升从而影响实验的准确性。

八、实验小结
通过本次实验，我熟悉了三组分体系相图制备的过程，对三组分体系相图有了更加深刻的认识，而且了解到滴定管等仪器的操作方法及注意事项。但是在实验过程中也有一些不好的操作造成误差，要好好总结，注意。最后，谢谢老师在实验中对我的悉心指导！