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液液三组分相图

2017-12-30 10页 doc 48KB 688阅读

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液液三组分相图液液三组分相图 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,,,线代表(,,,)的两组分体系,...
液液三组分相图
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,,,线代表(,,,)的两组分体系,,, C)的两组分体系,面上的点(三角形内线代表(,,,)的两组分体系,BC线代表(B, 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,,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,,平行于,,;同样在,,线上确定两个组分的组成点,,B%,40%,C%,60%,画出两个组分的所在直线,,平行于,,,两条直线相交的点即为,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。 答:两相分界曲线内组分点相数为二,曲线外组分点及曲线上点相数为一。 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, 答:关键找出两相分界曲线上的点,即溶液刚出现浑浊或者清澈时体系总组成点。 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, 答:使液相交替出现在单相区和两相区之间,找出单、两相区的分界点,从而得到单、两相区的分界曲线。 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,应准确哪些数据,知道哪些数据,计算出哪些数据, 答:准确记录环己烷、乙醇、水在每个分界点所用体积;知道室温和大气压;计算环己烷、乙醇、水在每个分界点的质量,在算出其质量分数,画图即可。 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, 答:不需要,可用乙醇或者水回滴几滴恢复,记下各试剂的实际用量。 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, 答:G及I代表总组成为H的体系的两个共轭溶液,G是它的水层。 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? 答:由于本实验对数据要求比较精确,微小的误差就会对实验产生较大的误影响,会影响三组分体系相图的绘制。因此,实验前将滴定管(盛苯的)、锥形瓶、移液管等干燥是 为了减小实验误差,提高实验的准确度。如果上述仪器不干燥,会使混合溶液中的水的体积增加,使得计算的水的质量小于水的实际质量,影响实验结果。 . 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, 答:为了使液相交替出现在单相区和两相区之间,找出单、两相区的分界点,从而得到单、两相区的分界曲线。过量多时会使得实验测得的分界点位于分界曲线的后端部位,影响曲线绘制,从而影响实验结果。 16. 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, 答:曲线内相数为二,曲线外相数为一。总组成点通过曲线时会从单相变成两相或者两相变成单相。 17. 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, 答:不需要,可用乙醇或者水回滴几滴恢复,记下各试剂的实际用量。因为实验只要找出单、两相区的分界曲线上的一系列点即可。 18. 用相律说明,当温度、压力恒定时,单相区的条件自由度是几,两相区的条件自由度是几, 答:相律表达式为:f,=c-Q,三组分体系c=3,即f,=3- Q。单相区时Q=1,f,=2;两相区时Q=2,f,=1。 19(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:当体系组成在溶解度曲线上方时,体系的相数是一,当体系组成在溶解度曲线下方时,体系的相数是二;本实验中认为溶液刚出现浑浊或者清澈时体系总组成正处于溶解度曲线上,此时为单相。 20(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。注意不要用手捂住试剂瓶,以免增加温度,从而影响结果。实验操作中手应避免触及锥形瓶底部的溶液,防止温度升高而导致溶液挥发,滴定时动作要迅速,应减少震荡时间。 思考题 1. 三组分液-液体系的平衡相图实验中,如何绘制单相区与两相区的分界线。 答:溶液刚出现浑浊或者清澈时体系总组成的那些点即为曲线分界点,即计算出准确记录环己烷、乙醇、水在每个分界点所用体积,计算环己烷、乙醇、水在每个分界点的质量,在算出其质量分数,用电脑绘制出三组分液-液体系的平衡相图。 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,,,线代表(,,,)的两组分体系,,, C)的两组分体系,面上的点(三角形内线代表(,,,)的两组分体系,BC线代表(B, 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,,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,,平行于,,;同样在,,线上确定两个组分的组成点,,B%,,,,,C%,,,,,画出两个组分的所在直线,,平行于,,,两条直线相交的点即为,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。 答: 两相分界曲线内组分点相数为二,曲线外组分点及曲线上点相数为一。 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, 答:关键找出两相分界曲线上的点,即溶液刚出现浑浊或者清澈时体系总组成点。 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, 答:使液相交替出现在单相区和两相区之间,找出单、两相区的分界点,从而得到单、两相区的分界曲线。 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, 答:准确记录环己烷、乙醇、水在每个分界点所用体积;知道室温和大气压;计算环己烷、乙醇、水在每个分界点的质量,在算出其质量分数,画图即可。 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, 答:不需要,可用乙醇或者水回滴几滴恢复,记下各试剂的实际用量。 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, 答:G及I代表总组成为H的体系的两个共轭溶液,G是它的水层。 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? 答:由于本实验对数据要求比较精确,微小的误差就会对实验产生较大的误影响,会影响三组分体系相图的绘制。因此,实验前将滴定管(盛苯的)、锥形瓶、移液管等干燥是为了减小实验误差,提高实验的准确度。如果上述仪器不干燥,会使混合溶液中的水的 体积增加,使得计算的水的质量小于水的实际质量,影响实验结果。 . 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, 答:为了使液相交替出现在单相区和两相区之间,找出单、两相区的分界点,从而得到单、两相区的分界曲线。过量多时会使得实验测得的分界点位于分界曲线的后端部位,影响曲线绘制,从而影响实验结果。 16. 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, 答:曲线内相数为二,曲线外相数为一。总组成点通过曲线时会从单相变成两相或者两相变成单相。 17. 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, 答:不需要,可用乙醇或者水回滴几滴恢复,记下各试剂的实际用量。因为实验只要找出单、两相区的分界曲线上的一系列点即可。 18. 用相律说明,当温度、压力恒定时,单相区的条件自由度是几,两相区的条件自由度是几, 答:相律表达式为:f,=c-Q,三组分体系c=3,即f,=3- Q。单相区时Q=1,f,=2;两相区时Q=2,f,=1。 19(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:当体系组成在溶解度曲线上方时,体系的相数是一,当体系组成在溶解度曲线下方时,体系的相数是二;本实验中认为溶液刚出现浑浊或者清澈时体系总组成正处于溶解度曲线上,此时为单相。 20(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。注意不要用手捂住试剂瓶,以免增加温度,从而影响结果。实验操作中手应避免触及锥形瓶底部的溶液,防止温度升高而导致溶液挥发,滴定时动作要迅速,应减少震荡时间。 选择题 1. 三组分液-液体系的平衡相图实验中,体系组成在溶解度曲线外时,体系相数是,(A) ,.1 ,.2 ,.3 ,.4 2. 三组分液-液体系的平衡相图实验中,体系组成在溶解度曲线内时,体系相数是,(B) ,.1 ,.2 ,.3 ,.4 3. 三组分液-液体系的平衡相图实验中,体系组成在溶解度曲线上时,体系相数是,(A) ,.1 ,.2 ,.3 ,.4 解度曲线会发生什么样的变4. 三组分液-液体系的平衡相图实验中,温度升高,体系的溶 化,(B) 上升 ,.下降 ,.不变 ,. 5. 三组分液-液体系的平衡相图实验中,单相区的条件自由度是几,(B) ,.1 ,.2 ,.3 ,.4 6. 三组分液-液体系的平衡相图实验中,双相区的条件自由度是几,(A) ,.1 ,.2 ,.3 ,.4 7. 三组分液-液体系的平衡相图实验中,是如何判断体系总组成正处于溶解度曲线上的,(C) ,.清澈状态 ,.浑浊状态 ,.刚好由清澈变浑浊或者刚好由浑浊变清澈 ,.都不对 8.三组分液-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。( C) ,.重新做实验 ,.继续滴加 ,. 可用乙醇或者水回滴几滴恢复,记下各试剂的实际用量 9. 三组分液-液体系的平衡相图实验中,当体系总组成点从曲线内到曲线外时相数怎样变化,(C) ,.不变 ,.由单相变两相 ,.由两相变单相 ,.都不对 10. 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,(B) ,.水层 ,. 体系的两个共轭溶液 ,.液相 ,.都不对 11. 三组分液-液体系的平衡相图中,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,(A) ,. D、E两点之间的连线上 ,.D点处 ,.E点处 ,.都不对 12. 三组分液-液体系的平衡相图中,三组分体系溶解度曲线会下降原因,(B) ,.温度降低 ,.温度升高 ,.都不是 13. 三组分液-液体系的平衡相图中, 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后需继续滴加,(B) ,.水 ,. 乙醇 ,.环己烷 14. 三组分液-液体系的平衡相图中,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,(A) ,. O、B两点之间的连线上 ,.O点处 ,.B点处 ,.都不对 15. 三组分液-液体系的平衡相图中,等边三角形坐标的顶点代表,(C) 两组分体系 ,.三组分体系 ,. 三个纯组分A、B和C ,.都不对 ,. 16. 三组分液-液体系的平衡相图中,等边三角形,,线上的点代表,(A) ,. (,,,)两组分体系 ,.三组分体系 ,. 三个纯组分A、B和C ,.都不对 1,. 三组分液-液体系的平衡相图中,等边三角形三角形内各点代表,(B) ,. (,,,)两组分体系 ,.三组分体系 ,. (,,,)两组分体系 ,.都不对 18. 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,(C) ,.变大 ,.变小 ,. 保持不变 ,.都不对 19. 三组分液-液体系的平衡相图实验, 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,继续加乙醇至e点,需再用水滴定至什么现象时该组分为分界曲线上的点,(C) ,.浑浊状态 ,.清澈状态 ,. 刚好由清澈变浑浊 ,. 刚好由浑浊变清澈 20. 三组分液-液体系的平衡相图实验,不需要测量的数据,(D) ,.温度 ,.50 ml干燥锥形瓶质量 ,.乙醇体积 ,.用于滴定的250ml锥形瓶质量
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