ĆWICZENIE NR 7

WYZNACZANIE DIAGRAMU FAZOWEGO CIECZ-PARA DLA UKŁADU DWUSKŁADNIKOWEGO.

Celem ćwiczenia było wyznaczenie diagramu fazowego ciecz-para dla układu dwuskładnikowego w warunkach stałego ciśnienia. Badanym układem było 9 mieszanin acetonu i chloroformu..

1.Wyniki pomiarów :

• Ćiśnienie atmosferyczne: 769,8 mmHg

W celu wyznaczenia diagramu fazowego dla roztworów (skład każdej z mieszanin podano w procentach objętościowych) należało wyznaczyć temperatury wrzenia każdej próbki za pomocą ebuliometru Cottrella. Pomiar temperatury odbywał się dwukrotnie, ponieważ podczas jego wykonywania należało odebrać niewielką objętość kondensatu celem wyznaczenia jego składu. Skład destylatu i kondensatów wyznaczany był metodą refraktometryczną w refraktometrze Abbego.

	Składnik A Aceton	Składnik B Chloroform	Temperatura wrzenia przygotowanego roztworu [°C]		Średnia temperatura wrzenia [°C]	roztworu	kondensatu
1.	90%	10%	57,7	58,0	57,85	1,367	1,365
2.	80%	20%	58,4	59,5	58,95	1,376	1,371
3.	70%	30%	60,7	61,0	60,85	1,385	1,379
4.	60%	40%	62,1	62,5	62,3	1,394	1,388
5.	50%	50%	63,3	63,6	63,45	1,403	1,399
6.	40%	60%	63,6	64,5	64,05	1,412	1,411
7.	30%	70%	63,8	64,0	63,9	1,421	1,422
8.	20%	80%	62,6	62,8	62,7	1,429	1,432
9.	10%	90%	61,4	61,8	61,6	1,438	1,439

2.Wyznaczenie zależności funkcyjnej n = f(skład roztworu)

Traktując składnik wyżej wrzący jako rozpuszczalnik (aceton) otrzymuję następującą zależność funkcyjną wartości współczynnika załamania światła od obecności w mieszaninie substancji rozpuszczonej (chloroformu) → n=f( % składu acetonu)

	Składnik A Aceton	roztworu
1.	90%	1,367
2.	80%	1,376
3.	70%	1,385
4.	60%	1,394
5.	50%	1,403
6.	40%	1,412
7.	30%	1,421
8.	20%	1,429
9.	10%	1,438

Równanie opisujące powyższą zależność jest funkcją liniową o wzorze:

3.Skład mieszaniny wyjściowej w danej temperaturze-krzywa wrzenia.

	Składnik A Aceton	Średnia temperatura wrzenia [°C]
1.	90%	57,85
2.	80%	58,95
3.	70%	60,85
4.	60%	62,3
5.	50%	63,45
6.	40%	64,05
7.	30%	63,90
8.	20%	62,70
9.	10%	61,6

4.Wyznaczanie składu kondensatu w danej temperaturze- krzywa rosy.

Z podanego powyżej równania regresji dla danych wartości y (współczynniki załamania światła dla kondensatu) obliczam wartości x (objętościowy procent składnika wyżej wrzącego - acetonu)

Np. dla 1 pomiaru:

Odprowadzenie destylatu oraz wrzenie roztworu wyjściowego odbywają się w tej samej temperaturze, tak więc wyznaczona na podstawie średniej dwóch pomiarów (przed i po odebraniu minimalnej ilości destylatu) temperatura wrzenia będzie identyczną dla punku rosy i wrzenia na diagramie fazowym dla danego składu roztworu

	kondensatu	% acetonu w kondensacie	% chloroformu w kondensacie	temperatura punktu rosy [°C]
1.	1,365	92,57	7,43	57,85
2.	1,371	85,81	14,19	58,95
3.	1,379	76,80	23,20	60,85
4.	1,388	66,67	33,33	62,3
5.	1,399	54,28	45,72	63,45
6.	1,411	40,77	59,23	64,05
7.	1,422	28,38	71,62	63,90
8.	1,432	17,12	82,88	62,70
9.	1,439	9,23	90,77	61,6

5.Zestawienie danych do diagramu fazowego ciecz-para.

% acetonu w kondensacie	% chloroformu w kondensacie	temperatura punktu rosy-wrzenia [°C]
92,57	7,43	57,85
85,81	14,19	58,95
76,80	23,20	60,85
66,67	33,33	62,30
54,28	45,72	63,45
40,77	59,23	64,05
28,38	71,62	63,90
17,12	82,88	62,70
9,23	90,77	61,60

Korzystając z otrzymanych i obliczonych danych wykonałam diagram fazowy dla omawianego układu, temperatury w funkcji zawartości acetonu. Wykres zawiera również diagram fazowy aceton- chloroform dla ciśnienia 760 mmHg zaczerpnięty z książki Data Book of Vapor-Liiquid Equilibria, Mitsuho Hirata, Shuzo Ohe, Kunio Nagahama.

6.Wnioski:

Analizując otrzymany diagram fazowy można przypuszczać, że mieszanina ta jest azeotropem ujemnym. Niestety ze względu na zbyt małą liczbę próbek nie można dokładnie ustalić punktu azeotropowego. Destylacja takiej mieszaniny będzie zależna od początkowego jej składu, ale umożliwi rozdział składników

Anna Łukaszewska

TECHNOLOGIA CHEMICZNA

---