Numer ćwiczenia: 8 |
Temat ćwiczenia: Badanie równowag fazowych w układach zawierających trzy ciecze o ograniczonej wzajemnej mieszalności |
Data wykonania ćwiczenia: 10.12.2013r. |
|
|
Data oddania sprawozdania: 18.12.2013r. |
Grupa: A2 |
Góralik Monika |
Nazwisko sprawdzającego: dr Beata Korchowiec |
Uwagi: |
Ocena: |
1. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia było zbadanie, jak na wzajemną rozpuszczalność dwóch cieczy (niemieszających się ze sobą, jak np. woda z toluenem lub mieszających się ze sobą, np. alkohol n-butylowy z alkoholem benzylowym) działa dodanie do nich trzeciej cieczy, mieszającej się z obiema cieczami w układzie bądź tylko z jedną.
2. Wykonanie.
Do siedmiu probówek wlano wodę oraz toluen (niemieszające się ze sobą ciecze) w ilościach określonych w tabeli 1.
Do każdej z probówek wkraplano niewielkie ilości etanolu i wstrząsano - czynności powtarzano do momentu zaniku granicy między fazami
Do kolejnych pięciu probówek wlano alkohol n-butylowy i alkohol benzylowy (ciecze mieszające się ze sobą) w ilościach określonych w tabeli 2.
Do każdej z probówek dodawano małe porcje wody i wstrząsano do chwili powstania dwóch faz (zmętnienie roztworu nie mijające po kolejnym wstrząśnięciu)
3. Wyniki.
Tabela1.: wyniki miareczkowania układu woda-toluen etanolem
Nr probówki |
Vwody [cm3] |
Vtoluenu [cm3] |
Vetanolu [cm3] |
1 |
0,5 |
5,5 |
4,10 |
2 |
1,0 |
5,0 |
6,30 |
3 |
2,0 |
4,0 |
9,95 |
4 |
3,0 |
3,0 |
10,70 |
5 |
4,0 |
2,0 |
11,10 |
6 |
5,0 |
1,0 |
9,85 |
7 |
5,5 |
0,5 |
7,95 |
Tabela2.: wyniki miareczkowania układu alkohol n-butylowy-alkohol benzylowy wodą
Nr probówki |
Vbutanolu [cm3] |
Valkoholu benzylowego [cm3] |
Vwody [cm3] |
1 |
5,0 |
0,0 |
1,10 |
2 |
4,0 |
1,0 |
0,91 |
3 |
3,0 |
2,0 |
0,75 |
4 |
2,0 |
3,0 |
0,60 |
5 |
0,0 |
5,0 |
0,45 |
4. Opracowanie wyników
Tabela3.: wyniki dla układu woda-toluen-etanol
woda-toluen-etanol |
temp. pomiaru: 23°C |
||||||
Nr probówki |
mwody [g] |
mtoluenu [g] |
metanolu [g] |
Σm |
%wody |
%toluenu |
%etanolu |
1 |
0,499 |
4,743 |
3,219 |
8,460 |
5,892 |
56,059 |
38,048 |
2 |
0,997 |
4,312 |
4,946 |
10,255 |
9,722 |
42,044 |
48,233 |
3 |
1,994 |
3,449 |
7,812 |
13,255 |
15,043 |
26,022 |
58,935 |
4 |
2,991 |
2,587 |
8,401 |
13,978 |
21,397 |
18,506 |
60,096 |
5 |
3,988 |
1,725 |
8,715 |
14,427 |
27,642 |
11,954 |
60,404 |
6 |
4,985 |
0,862 |
7,733 |
13,581 |
36,707 |
6,350 |
56,944 |
7 |
5,484 |
0,431 |
6,242 |
12,156 |
45,109 |
3,547 |
51,345 |
Tabela4.: wyniki dla układu alkohol n-butylowy-alkohol benzylowy-woda
alkohol n-butylowy-alkohol benzylowy-woda |
temp. pomiaru: 23°C |
||||||
Nr probówki |
mbutanolu [g] |
malkoholu benzylowego [g] |
mwody [g] |
Σm |
%butanolu |
%alkoholu benzylowego |
%wody |
1 |
4,029 |
0,000 |
1,097 |
5,125 |
78,602 |
0,000 |
21,398 |
2 |
3,223 |
1,042 |
0,907 |
5,172 |
62,312 |
20,147 |
17,542 |
3 |
2,417 |
2,084 |
0,748 |
5,249 |
46,050 |
39,704 |
14,246 |
4 |
1,611 |
3,126 |
0,598 |
5,336 |
30,201 |
58,588 |
11,211 |
5 |
0,000 |
5,210 |
0,449 |
5,659 |
0,000 |
92,071 |
7,929 |
Gęstość badanych cieczy*:
woda: 0,997 g/cm3
toluen: 0,8623 g/cm3
etanol: 0,7851 g/cm3
butanol: 0,8057 g/cm3
benzylowy: 1,042 g/cm3
Procentową zawartość danego składnika obliczono ze wzoru:
%a=(ma/Σm)*100%
gdzie ma - masa danego składnika, Σm - masa całego układu.
Na podstawie wyników z tabeli 3 i tabeli 4 narysowano trójkąty stężeń Gibbsa (w załączniku).
5. Wnioski.
W doświadczeniu badano dwa układy: woda-toluen, będący układem dwufazowym, oraz alkohol
n-butylowy-alkohol benzylowy, będący układem jednofazowym ze względu na fakt dobrego mieszania się ze sobą tych dwóch cieczy. Dodanie do obu tych układów trzeciej cieczy w określony sposób wpłynęło na wzajemną rozpuszczalność składników danego układu - w celu poznania tego wpływu sporządzono diagramy fazowe, tzw. trójkąty Gibbsa. Z nich odczytano, że dodanie etanolu do pierwszego z tych układów zwiększyło wzajemną rozpuszczalność wody i toluenu - jest to substancja dobrze się rozpuszczająca w obu tych składnikach. Dodanie wody do układu alkohol n-butylowy-alkohol benzylowy zmniejszyło wzajemną rozpuszczalność tych cieczy dlatego, że jest to substancja rozpuszczająca się tylko w jednej z tych cieczy, n-butanolu.
*Wartości dla temperatury 25°C bliskiej temperaturze pomiarów.
Źródło: Witold Mizerski - Tablice chemiczne, wydawnictwo Adamantan, Warszawa 2008