实验组分液液平衡体系.ppt

三组分液－液平衡体系 药学实验教学中心 秦琴 实验目的 1．熟悉相律及用等边三角形坐标表示三组分相图的方法。 2．用溶解度法绘制有一对共轭溶液的三组分相图（溶解度曲线和联结线）。 实验原理 相律 相（phase） 体系内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。体系中相的总数称为相数，用P表示。 （1）相与相之间有界面，各相可以用物理或机械方法加以分离，越过界面时性质会发生突变。 （2） 一个相可以是均匀的，但不一定只含一种物质。 气体：一般是一个相，如空气组分复杂。 液体：视其混溶程度而定，可有1、2、3…个相。 固体：有几种物质就有几个相，如水泥生料。但如果是固溶体时为一个相。 固溶体：固态合金中，在一种元素的晶格结构中包含有其它元素的合金相称为固溶体。在固溶体晶格上各组分的化学质点随机分布均匀，其物理性质和化学性质符合相均匀性的要求，因而几个物质间形成的固溶体是一个相。  Gibbs 相律: 热力学平衡条件下，系统的组分数、相数和自由度数之间的关系。 P + F = C + 2 式中， P----在所选系统中共存相的数目； F----自由度； C----系统中的组元数。 C 组元(组分) 系统中每一个能够单独分离出来并能够独立存在的化学纯物质。如元素、化合物或溶液。 自由度 F 是当系统为平衡状态时，在不改变相的数目情况下，可独立改变的因素（如温度和压力）。 三组分系统液—液平衡相图 三组分系统，C = 3， F＝C－P＋2 ＝5－P 当P＝1，F＝4 ，无法用相图表示。 在恒压(或恒温)下，F’＝3，用正三棱柱体表示，底面正三角形表示组成，柱高表示温度或压力。当P＝1，且恒温又恒压，F’＝2，可用平面图形表示。常用等边三角形坐标表示法，两个自由度均为组成变化。 用等边三角形坐标法作三元相图，是将等边三角形的三个顶点各代表一纯组分，三角形三条边AB、BC、CA分别代表A和B、B和C、C和A所组成的二组分的组成，而三角形内任何一点表示三组分的组成。 三组分系统的图解 在等边三角形上，沿反时针方向标出三个顶点，三个顶点表示纯组分A，B和C，三条边上的点表示相应两个组分的质量分数。三角形内任一点都代表三组分体系。 等边三角形表示法的特点 1、在平行于底边的任意一条线上，所有代表系统的点中，含顶角组分的质量分数相等。例如，d，e，f系统点，含A的质量分数相同。 2、在通过顶点的任一条线上，其余两组分之比相等。例如，AD线上，c‘‘ c’ b’’ b’ 4、如果代表两个三个组分体系的D点和E点，混合成新系统的系统点O必定落在DE连线上。哪个系统含量多，O点就靠近那个系统点。 图中EOF是溶解曲线，该线上面是单相区，下面是共轭两相区，K1L1、K2L2等为结线。当物系点从两相区转移到单相区，在通过相分界线EOF时，体系将从混浊变为澄清；而从单相区变到两相区通过EOF线时，体系则从澄清变为混浊。因此，根据体系澄明度的变化，可以测定出EOF 线，绘出相图。 例如： 当物系点为M时，体系中只含有苯和水两种组分，此时体系为混浊两相，用醋酸滴定，则物系点沿MA线变化，当物系点变化到O点，体系变为澄清的单相，从而确定了一个终点。 继续加入一定量的醋酸，体系保持澄清的单相，然后用水滴定，当体系出现混浊时又会得到另一个终点。 如此反复，就可得到一系列的滴定终点，但终点不明显。 实验时，预先混合互溶的A、B溶液，其组成用N表示，在此透明的混合溶液中滴入C，则体系组成沿NC线移动，到K1点时体系由澄清变浑，得到一个终点，K1的组成可以根据A、B、C的用量算出；然后加入一定量的醋酸（A）使溶液变澄清，再用C滴定至混浊，这样就可以得到一系列不同组成的终点K1、K2、O、L2、L1等，联结这些点就可以画出溶解曲线。 测定结线时，在两相区配制混合液，达平衡时二相的组成一定，只需分析每相中一个组分的含量，在溶解度曲线上就可以找出每相的组成点，其连线即为结线。 实验仪器与试剂 具塞锥形瓶:100 ml 2个/组；25ml 4个/组 酸式滴定管:50ml 2支/组 碱式滴定管:50ml 2支/组 移液管: 2ml、1ml 各2支/组 无水苯：分析纯 冰醋酸：分析纯 NaOH标准溶液