ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ. Получение диаграммы перегонки двух взаиморастворимых жидкостей

ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ

Получение диаграммы перегонки двух взаиморастворимых жидкостей

Цель работы: определение равновесных составов пара и жидкости и построение диаграммы «температура кипения-состав» для бинарной системы.

Приборы, реактивы:

толуол, бензол, ацетон, рефрактометр.

Схема установки представлена на рис. 1

Обозначения:

1-стеклянный сосуд для кипения;

2- термометр;

3-водяной холодильник;

4-отросток для конденсата;

5-электронагреватель

Рис.1.

Порядок выполнения работы.

1.В сухой сосуд для кипения (1) наливают пипеткой 20 мл относительно высококипящей жидкости (толуола) и 5 мл более низкокипящей жидкости (гексана или толуола). Плотно закрывают сосуд(1) пробкой с термометром (2). Пускают через холодильник (3) слабый ток воды, а затем устанавливают под сосудом (1) и включают электронагреватель(5).

2. С помощью рефрактометра определяют показатели преломления чистых исходных жидкостей, а также их равнообъемной смеси (например 2 мл толуола и 2 мл ацетона), данные заносят в таблицу 1:

Таблица 1

№п/п	Состав смеси	Содержание вещества В, % об.	Показатель преломления,
	Чистый компонент А
	1 мл А+3мл В
	2мл А+2 мл В
	3 мл А+1 мл В
	Чистый компонент В

По данным таблицы 1 строят калибровочный график в координатах «состав-показатель преломления» (рис.2).

Рис.2. Калибровочный график

3. После того, как жидкость закипит, а показатель термометра (2) станет практически постоянным, подводят под отросток (4) пробирку и дренируют в нее конденсат, открыв на несколько секунд кран. Когда в отростке (4) вновь наберется конденсат, отмечают температуру (Т₁), выключают и убирают в строну электронагреватель. Когда показание термометра понизится примерно на 40⁰С, в пробирку с надписью П₁ дренируют конденсат из отростка (4), а в пробирку с надписью Ж₁ отбирают пипеткой жидкость из сосуда (1). Пробирки закрывают пробками. После охлаждения до комнатной температуры определяют показатели преломления проб конденсата и жидкости, с помощью калибровочного графика устанавливают их состав.

4. В сосуд (1) доливают новую порцию (5-7 мл) более легко кипящего компонента, нагревают до кипения, отбирают пробы и анализируют их (пункт 3). Всего определяют разновесные составы конденсата (пара) и жидкости для 3-5 значений температуры. Данные заносят в таблицу 2:

Таблица 2

№ п/п	Температура кипения, ⁰С	Конденсат (пар)		Жидкость
№ п/п	Температура кипения, ⁰С		Содержание вещества В, % об.		Содержание вещества В, % об.

5. По полученным данным строят диаграмму перегонки в координатах «температура кипения-состав» (содержание компонентов в объемных %).

Для этого проводят изотермические линии, соответствующие температурам кипения смесей и на каждой линии наносят точки, соответствующие составу пара и жидкости. Затем точки каждой фазы соединяют плавной линией с точками, соответствующими температурам кипения чистых компонентов (рис.3).

Рис.3. Диаграмма перегонки

6. Формулируют вывод.

Литература

1. Белик В.В. Физическая и коллоидная химия. - М.: Академия, 2006.

2. Еремин В.В., Каргов С.И., Успенская И.А. и др. Основы физической химии. Теория и задачи. – М: Издательство «Экзамен». 2005.

3. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия.-М.:Высш.шк. 2001.

4. Ярославцев А.Б. Основы физической химии.- М.: Научный мир. 2000.

5. Гельфман М.И. Практикум по физической химии. – СПб.: Издательство «Лань». 2004.