1

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 11:

Diagram fazowy Gibbsa.

1.

Wstęp teoretyczny:

W układach trzech cieczy wszystkie składniki mogą być całkowicie mieszalne, np. woda- metanol- etanol

lub układ może zawierać jedną, dwie lub trzy pary cieczy częściowo mieszalnych. Ustalając ciśnienie oraz
temperaturę można na płaszczyźnie przedstawić diagram fazowy takiego układu trójskładnikowego. W tym
celu wykorzystuje się trójkąt Gibbsa, na którym można przedstawić skład układu trójskładnikowego. Skład
mieszaniny trójskładnikowej można przedstawić na płaszczyźnie, ponieważ składy te nie są zmiennymi
niezależnymi. Dla każdego składu procentowego w

a

, w

b

i w

c

spełniona jest zależność: w

a

+ w

b

+ w

c

= 100

%.

Trójkąt Gibbsa jest trójkątem równobocznym. Naroża trójkąta odpowiadają czystym składnikom A, B lub

C. Boki trójkąta AB, BC i AC odpowiadają układom dwuskładnikowym. Każdy punkt leżący wewnątrz
trójkąta przedstawia układ trójskładnikowy. Przeprowadzając przez dany punkt proste równoległe do boków
można odczytać zawartości składników na bokach trójkąta. Wszystkie punkty leżące na prostej przechodzącej
przez jedno z naroży mają tę właściwość, że stosunek zawartości pozostałych dwóch składników na tej prostej
jest stały.

2.

Opracowanie wyników:

W celu wyznaczenia izotermy rozpuszczalności w układzie trójskładnikowym: czterochlorek węgla –

propanol - woda przygotowałem mieszaniny czterochlorku węgla - propanolu, a następnie miareczkowałem ten
układ dwufazowy wodą do rozdziału faz, co obserwowałem jako zmętnienie. Ograniczona rozpuszczalność
występuje w układzie czterochlorek węgla- woda.

Objętości składników w mieszaninie po rozdzieleniu faz :

Skład mieszaniny

L.p.

CCl

4

[%]

C

3

H

7

OH

[%]

CCl

4

[ml]

C

3

H

7

OH

[ml]

H

2

O [ml]

1

5

95

1

19

34

2

15

85

3

17

9

3

25

75

5

15

4,6

4

35

65

7

13

3,5

5

45

55

9

11

3

6

55

45

11

9

2

7

65

35

13

7

1,3

8

75

25

15

5

1,2

9

85

15

17

3

0,8

10

95

5

19

1

0,6

L.p.

CCl

4

C

3

H

7

OH

H

2

O

1

Gęstość [ g/cm

3

]

1,5842

0,79025

0,9982

2

Masa molowa [ g/mol ]

153,822

60,1094

18,02

Molowy skład mieszaniny:

L.p.

CCl

4

[mol]

C

3

H

7

OH[mol]

H

2

O[mol]

1

0,010298917 0,249790382

1,8833962

2

0,030896751 0,223496658

0,4985461

3

0,051494585 0,197202933

0,2548124

4

0,072092419 0,170909209

0,193879

5

0,092690252 0,144615484

0,166182

6

0,113288086

0,11832176

0,110788

7

0,13388592

0,092028036

0,0720122

2

8

0,154483754 0,065734311

0,0664728

9

0,175081588 0,039440587

0,0443152

10

0,195679422 0,013146862

0,0332364

Procent molowy składników w mieszaninie:

L.p. CCl

4

[%mol] C

3

H

7

OH[%mol]

H

2

O [%mol]

1

0,5

11,7

87,9

2

4,1

29,7

66,2

3

10,2

39,2

50,6

4

16,5

39,1

44,4

5

23,0

35,8

41,2

6

33,1

34,6

32,4

7

44,9

30,9

24,2

8

53,9

22,9

23,2

9

67,6

15,2

17,1

10

80,8

5,4

13,7

Obliczenia dla wyników miareczkowań czystych składników:
Propanol miesza się z wodą bez ograniczeń w każdym stosunku. Czterochlorek węgla z wodą tworzą układ

o ograniczonej rozpuszczalności. Zmętnienie nastąpiło po dodaniu 0,45 ml wody. Objętości składników w
mieszaninie po rozdzieleniu faz :

L.p.

CCl

4

[ml]

H

2

O [ml]

1

20

0,45

L.p.

CCl

4

H

2

O

1

Gęstość [ g/cm

3

]

1,5842

0,9982

2

Masa molowa [ g/mol ]

153,822

18,02

Molowy skład mieszaniny i procent molowy składników w mieszaninie:

L.p.

CCl

4

[mol]

H

2

O[mol]

CCl

4

[%mol]

H

2

O[%mol]

1

0,205978339 0,024927303

89,2

10,8

IZOTERMA ROZPUSZCZALNOŚCI UKŁADU TRÓJSKŁADNIKOWEGO CZTEROCHLOREK WĘGLA -
PROPANOL – WODA /ręcznie na papierze milimetrowym/.

3