Методическое пособие к лабораторному практикуму по физической химии (Часть 1. Химическая термодинамика). Маршаков И.К - 46 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

46
Рис.6. Диаграммы состояния Рис.7. Диаграммы
состояния
для систем с положительными для систем с отрицательными
отклонениями от закона Рауля отклонениями от закона Рауля
в координатах : Р-Х (а), Т -Х (б ): в координатах: Р-Х (а), Т -Х (б )
Растворы, отвечающие по составу экстремумам, называются азеотропными.
Состав таких растворов при перегонке не меняется, и они кипят при постоянной
температуре .
Экспериментально легче получить диаграмму состояния температура
кипения - состав. Для этого готовят серию растворов с мольной (массовой) долей
одного из компонентов от 0 до 1. Определяют температуру кипения этих
растворов. Одновременно с этим конденсируют первую порцию пара. Измеряют
содержание компонентов в полученных конденсатах (например, по величине
показателя преломления). Полученные таким образом зависимости температуры
кипения от состава раствора и от состава пара представляют на одном графике.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Целью данной работы является построение диаграммы состояния бинарной
жидкой системы с использованием рефрактометрического метода определения
концентрации вещества в растворе . В качестве обьектов исследования можно
использовать следующие системы: ацетон - толуол; четыреххлористый углерод -
толуол; хлороформ - толуол; этиловый спирт - толуол; вода - уксусная кислота и
некоторые другие . Целесообразно выбирать такие компоненты , которые имеют
различные температуры кипения и показатели преломления.
Экспериментальная часть данной работы состоит из двух этапов:
1. Приготовление серии растворов и построение калибровочной кривой в
координатах показатель преломления - состав раствора.
2. Определение температуры кипения этих растворов и концентрации
компонентов в паре , равновесном с раствором, с помощью рефрактометрического
метода с использованием калибровочной кривой.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Этап 1. Приготовление серии растворов и построение калибровочной
кривой .
Готовят серию растворов (не менее семи ) с известной концентрацией
компонентов, массовая доля которых изменяется в пределах от 0 до 100 %.
Объем каждого раствора должен быть равен 50 мл. Количество каждого
компонента , необходимое для приготовления растворов, а также концентрации
образующихся растворов, можно рассчитать двумя способами.
Согласно первому фиксируют концентрации компонентов C
А
и С
В
в
растворе , выражая их в массовых долях . Зная плотности ρ чистых компонентов А
и В (справочные данные ), вычисляют объемы компонентов V
А
и V
В
по 
                                                                                             46
           Р и с.6. Д и аграммы состо  я ни я                    Р и с.7. Д и аграммы
                                           состо
                                               я ни я
длясисте м с по ло ж ите льными                     для систе м с о трицате льными
о тк ло не ниями о тзак о на Рауля                  о тк ло не ниями о тзак о на Рауля
в к о о рдинатах : Р-Х (а), Т -Х (б ):              в к о о рдинатах: Р-Х (а), Т -Х (б )

      Раство ры, о тве чаю щ ие по со ставу эк стре мумам, называю тсяазе о тро пными.
Со став так их раство ро в при пе ре го нк е не ме няе тся, и о ни к ипятпри по сто янно й
те мпе ратуре .
      Э к спе риме нтально ле гче по лучитьдиаграмму со сто янияте мпе ратура
к ипе ния- со став. Д ляэто го го то вятсе рию раство ро в с мо льно й (массо во й) до ле й
о дно го из к о мпо не нто в о т 0 до 1. Опре де ляю тте мпе ратуру к ипе нияэтих
раство ро в. Одно вре ме нно с этим к о нде нсирую т пе рвую по рцию пара. И зме ряю т
со де рж ание к о мпо не нто в в по луче нных к о нде нсатах (наприме р, по ве личине
по к азате ляпре ло мле ния). По луче нные так им о б разо м зависимо сти те мпе ратуры
к ипе нияо тсо става раство ра и о тсо става пара пре дставляю тна о дно м график е .

                                 П О СТАН О ВК А ЗАД АЧ И

       Це лью данно й раб о ты являе тся по стро е ние диаграммы со сто яния б инарно й
ж идк о й систе мы с испо льзо вание м ре фрак то ме триче ск о го ме то да о пре де ле ния
к о нце нтрации ве щ е ства в раство ре . В к аче стве о б ьек то в иссле до вания мо ж но
испо льзо ватьсле дую щ ие систе мы: аце то н - то луо л; че тыре ххло ристый угле ро д -
то луо л; хло ро фо рм - то луо л; этило вый спирт- то луо л; во да - ук сусная к исло та и
не к о то рые другие . Це ле со о б разно выб иратьтак ие к о мпо не нты, к о то рые име ю т
различные те мпе ратуры к ипе нияи по к азате ли пре ло мле ния.
       Э к спе риме нтальнаячастьданно й раб о ты со сто итиздвух этапо в:
       1. Приго то вле ние се рии раство ро в и по стро е ние к алиб ро во чно й к риво й в
к о о рдинатах по к азате льпре ло мле ния- со став раство ра.
       2. Опре де ле ние те мпе ратуры к ипе ния этих раство ро в и к о нце нтрации
к о мпо не нто в в паре , равно ве сно м с раство ро м, с по мо щ ью ре фрак то ме триче ск о го
ме то да с испо льзо вание м к алиб ро во чно й к риво й.

                        М ЕТО Д И К А ВЫ П О Л Н ЕН И Я Р АБО ТЫ

      Этап 1. П ри готовлени е сери и растворов и п остроени е к али б рово             ч ной
к ри во й.
      Го то вят се рию раство ро в (не ме не е се ми) с изве стно й к о нце нтрацие й
к о мпо не нто в, массо вая до ля к о то рых изме няе тся в пре де лах о т 0 до 100 %.
Об ъ е м к аж до го раство ра до лж е н б ыть раве н 50 мл. К о личе ство к аж до го
к о мпо не нта, не о б хо димо е для приго то вле ния раство ро в, а так ж е к о нце нтрации
о б разую щ ихся раство ро в, мо ж но рассчитатьдвумяспо со б ами.
      Со гласно пе рво му фик сирую т к о нце нтрации к о мпо не нто в CА и СВ в
раство ре , выраж аяих в массо вых до лях. З наяпло тно сти ρ чистых к о мпо не нто в А
 и В       (справо чные данные ), вычисляю т о б ъ е мы к о мпо не нто в VА и VВ по

Страницы