Robert Maniura
Sprawozdanie z 膰wiczenia nr 11: Diagram fazowy Gibbsa.
Wst臋p teoretyczny:
W uk艂adach trzech cieczy wszystkie sk艂adniki mog膮 by膰 ca艂kowicie mieszalne, np. woda- metanol- etanol lub uk艂ad mo偶e zawiera膰 jedn膮, dwie lub trzy pary cieczy cz臋艣ciowo mieszalnych. Ustalaj膮c ci艣nienie oraz temperatur臋 mo偶na na p艂aszczy藕nie przedstawi膰 diagram fazowy takiego uk艂adu tr贸jsk艂adnikowego. W tym celu wykorzystuje si臋 tr贸jk膮t Gibbsa, na kt贸rym mo偶na przedstawi膰 sk艂ad uk艂adu tr贸jsk艂adnikowego. Sk艂ad mieszaniny tr贸jsk艂adnikowej mo偶na przedstawi膰 na p艂aszczy藕nie, poniewa偶 sk艂ady te nie s膮 zmiennymi niezale偶nymi. Dla ka偶dego sk艂adu procentowego w a , w b i w c spe艂niona jest zale偶no艣膰: w a + w b + w c = 100 %.
Tr贸jk膮t Gibbsa jest tr贸jk膮tem r贸wnobocznym. Naro偶a tr贸jk膮ta odpowiadaj膮 czystym sk艂adnikom A, B lub C. Boki tr贸jk膮ta AB, BC i AC odpowiadaj膮 uk艂adom dwusk艂adnikowym. Ka偶dy punkt le偶膮cy wewn膮trz tr贸jk膮ta przedstawia uk艂ad tr贸jsk艂adnikowy. Przeprowadzaj膮c przez dany punkt proste r贸wnoleg艂e do bok贸w mo偶na odczyta膰 zawarto艣ci sk艂adnik贸w na bokach tr贸jk膮ta. Wszystkie punkty le偶膮ce na prostej przechodz膮cej przez jedno z naro偶y maj膮 t臋 w艂a艣ciwo艣膰, 偶e stosunek zawarto艣ci pozosta艂ych dw贸ch sk艂adnik贸w na tej prostej jest sta艂y.
Opracowanie wynik贸w:
W celu wyznaczenia izotermy rozpuszczalno艣ci w uk艂adzie tr贸jsk艂adnikowym: czterochlorek w臋gla - propanol - woda przygotowa艂em mieszaniny czterochlorku w臋gla - propanolu, a nast臋pnie miareczkowa艂em ten uk艂ad dwufazowy wod膮 do rozdzia艂u faz, co obserwowa艂em jako zm臋tnienie. Ograniczona rozpuszczalno艣膰 wyst臋puje w uk艂adzie czterochlorek w臋gla- woda.
Obj臋to艣ci sk艂adnik贸w w mieszaninie po rozdzieleniu faz :
L.p. |
Sk艂ad mieszaniny |
||||
|
CCl4 [%] |
C3H7OH [%] |
CCl4 [ml] |
C3H7OH [ml] |
H2O [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. |
|
CCl4 |
C3H7OH |
H2O |
1 |
G臋sto艣膰 [ g/cm3 ] |
1,5842 |
0,79025 |
0,9982 |
2 |
Masa molowa [ g/mol ] |
153,822 |
60,1094 |
18,02 |
Molowy sk艂ad mieszaniny:
L.p. |
CCl4 [mol] |
C3H7OH[mol] |
H2O[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 |
8 |
0,154483754 |
0,065734311 |
0,0664728 |
9 |
0,175081588 |
0,039440587 |
0,0443152 |
10 |
0,195679422 |
0,013146862 |
0,0332364 |
Procent molowy sk艂adnik贸w w mieszaninie:
L.p. |
CCl4 [%mol] |
C3H7OH[%mol] |
H2O [%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 wynik贸w miareczkowa艅 czystych sk艂adnik贸w:
Propanol miesza si臋 z wod膮 bez ogranicze艅 w ka偶dym stosunku. Czterochlorek w臋gla z wod膮 tworz膮 uk艂ad o ograniczonej rozpuszczalno艣ci. Zm臋tnienie nast膮pi艂o po dodaniu 0,45 ml wody. Obj臋to艣ci sk艂adnik贸w w mieszaninie po rozdzieleniu faz :
L.p. |
CCl4 [ml] |
H2O [ml] |
1 |
20 |
0,45 |
L.p. |
|
CCl4 |
H2O |
1 |
G臋sto艣膰 [ g/cm3 ] |
1,5842 |
0,9982 |
2 |
Masa molowa [ g/mol ] |
153,822 |
18,02 |
Molowy sk艂ad mieszaniny i procent molowy sk艂adnik贸w w mieszaninie:
L.p. |
CCl4 [mol] |
H2O[mol] |
CCl4 [%mol] |
H2O[%mol] |
1 |
0,205978339 |
0,024927303 |
89,2 |
10,8 |
IZOTERMA ROZPUSZCZALNO艢CI UK艁ADU TR脫JSK艁ADNIKOWEGO CZTEROCHLOREK W臉GLA - PROPANOL - WODA /r臋cznie na papierze milimetrowym/.
2