1、中國石油大學化學原理實驗報告實驗一三組分體系相圖的制備一.實驗目的制備等溫、等壓下苯水乙醇三組分體系相圖。二.實驗原理三組分體系的組成可用等邊三角坐標表示。等邊三角形三個頂點分別代表純組分 A、B和C，則AB線上各點相當于A和B組分的混合體系，BC線上各點相當于B和C的組分的混合體系。AC線上各點相當于A和C的組分的混合體系。在苯水乙醇三組分體系中，苯與水是部分互溶的，而乙醇和苯、乙醇和水都是完全互溶的。設由一定量的苯和水組成一個體系，其組成為K，此體系分為兩相：一相為水相，另一項為苯相。當在體系中加入乙醇時，體系的總組成沿AK線移至N點。此時乙醇溶于水相及苯相，同時乙醇促使苯與水互溶，故此體

2、系由兩個分別含有三個組分的液相組成，但這兩個液相的組成不同。若分別用b1、c1表示這兩個平衡的液相的組成，此兩點的連線成為連系線，這兩個溶液稱為共軛溶液。代表液液平衡體系中所有共軛液相組成點的連線稱為溶解度曲線（如圖1-1）。曲線以下區域為兩相共存區，其余部分為均相區。此圖稱為含一對部分互溶組分的三組分體系液液平衡相圖。圖1-1 三組分體系液液平衡相按照相律，三組分相圖要畫在平面上，必須規定兩個獨立變量。本實驗中，它們分別是溫度（為室溫）和壓力（為大氣壓）。三.實驗儀器與藥品1.儀器25mL酸式滴定管2支，5mL移液管1支，50mL帶蓋錐形瓶8個。2.藥品苯（分析純），無水乙醇（分析純），蒸餾

3、水。四.實驗步驟1.取8個干燥的50mL帶蓋錐形瓶，按照記錄表格中的規定體積用滴定管及移液管配制6種不同濃度的苯乙醇溶液，及兩種不同濃度的水乙醇溶液。2.用滴定管向已配好的水乙醇溶液中滴苯，至清液變濁，記錄此時每種清液中水的體積。滴定時必須充分搖蕩，同時注意動作迅速，盡量避免由于苯、乙醇的揮發而引入的誤差。3.讀取室溫。4.記錄表格。表1-1溶解度曲線有關數據溶液編號體積（mL）質量（g）質量百分數（）苯水乙醇苯水乙醇合計苯.8595苯水乙醇123456781.001.502.503.003.504.003.502.505.004.003.502.501.504.00五.數據處理將各溶液滴定終

4、點時各組分的體積，根據它們在實驗溫度下的密度（查附錄二和附錄三）換算為質量，求出各溶液滴定終點時的質量分數或質量分數的濃度。求出各溶液滴定終點時的質量分數或質量分數的濃度。將所得的點及笨與水的相互溶解的點（見附錄一）繪于三角坐標紙上，并將各點連成平滑曲線。實驗數據的處理方法如下：已知苯、水、乙醇的體積，參照附錄三（見下圖）以及其中的公式，可求出各自的密度，再換算為質量。公式為：d=A +B+Ct2+Dt3式中：d 密度(g/cm3)；t溫度（），。實驗中t=21依次計算得到如下數據表：溶解度曲線有關數處理結果表溶液編號體積(mL)質量(g)質量百分數(%)苯水乙醇苯水乙醇合計苯水乙醇10.10

5、 3.501.500.093.491.214.791.872.925.320.152.502.500.142.492.024.652.8654.342.831.002.605.000.902.594.037.5211.835.153.141.501.70 4.001.351.703.236.2821.327.651.152.501.003.502.251.002.826.0736.916.846.363.000.552.502.700.552.025.2751.210.438.473.500.35 1.503.150.351.214.7166.97.4325.784.000.15 1.003.

6、600.150.814.5678.93.2917.8把以上處理結果在等邊三角形坐標紙上描點、連線，得到苯-水-乙醇三組分體系相圖。六.思考題1本實驗所用的滴定管（盛苯的）、錐形瓶、移液管等為什么必須干燥？答：由于本實驗對數據要求比較精確，微小的誤差就會對實驗產生較大的誤影響，會影響三組分體系相圖的繪制。因此，實驗前將滴定管（盛苯的）、錐形瓶、移液管等干燥是為了減小實驗誤差，提高實驗的準確度。如果上述儀器不干燥，會使混合溶液中的水的體積增加，使得計算的水的質量小于水的實際質量，影響實驗結果。2當體系組成分別在溶解度曲線上方及下方時，這兩個體系的相數有什么不同？在本實驗中是如何判斷體系總組成正處于溶解度曲線上的？此時為幾相？答：當體系組成在溶解度曲線上方時，體系的相數是二，當體系組成在溶解度曲線下方時，體系的相數是三；本實驗中認為溶液剛出現渾濁時體系總組成正處于溶解度曲線上，此時為兩相。3溫度升高，體系的溶解度曲線會發生什么樣的變化？在本實驗操作中應注意哪些問題，以防止溫度變化而影響實驗的準確