7. Рідини, що обмежено розчиняються
Внаслідок змішування двох рідин часто спостерігається явище обмеженої розчинності однієї рідини в іншій. Так, наприклад, якщо при перемішуванні поступово додавати до води фенол, то до деякої межі буде утворюватись однорідний розчин фенолу у воді, а після насичення води фенолом з’явиться новий шар насиченого розчину води у фенолі. Взаємна розчинність двох рідин, що обмежено розчиняються, змінюється з температурою і може перейти в необмежену, коли межа між шарами зникає і утворюється розчин. Для того, щоб отримати повну картину розчинності у системі з двох рідин А і В, які розчиняються одна в одній обмежено, потрібно побудувати діаграму взаємної розчинності (рис. 8). Крива на рис. 8, що поділяє діаграму на дві області, називається кривою розшарування. Вище за цю криву система є гомогенною. Ліва частина кривої свідчить про зростання розчинності В в А при підвищенні температури, права - про зростання розчинності А в В за тих самих умов. Температура Тк, вище за яку рідини розчиняються необмежено в будь-яких співвідношеннях, називається критичною температурою розчинення.
Будь-яка точка під кривою відповідає двошаровій системі. Так, система, яка позначена на діаграмі точкою С, містить два шари: насичений розчин В в А, склад якого відповідає точці a, і насичений розчин А в В, склад якого визначається точкою b. При підвищенні температури склади шарів зближуються і в точці М розшарування зникає.
Взаємна розчинність при підвищенні температури зростає, якщо рідини розчиняються з поглинанням теплоти.
Якщо при змішуванні двох рідин теплота виділяється, то взаємна розчинність зростає не з підвищенням температури, а з її зниженням; при цьому критична температура розчинення досягається внаслідок охолодження системи. Нарешті, є системи, які мають як верхню, так і нижню критичні температури розчинення.
Виконання роботи
Мета роботи: побудувати діаграму взаємної розчинності двокомпонентної системи.
Штатив із запаяними ампулами, що містять суміші двох обмежено розчинних рідин різного складу (назва системи та склад позначені на штативі), поміщають у термостат, заповнений водою та обладнаний нагрівачем, термометром і мішалкою. При цьому ампули повинні бути повністю занурені у воду. Вмикають нагрівання і починають безперервно перемішувати ампули, рухаючи штатив за допомогою спеціального пристрою.
Оскільки спочатку в кожній ампулі знаходяться два шари, то при перемішуванні вони утворюють непрозорі емульсії. Під час нагрівання відмічають температури, при яких емульсії переходять у прозорі розчини.
Дані досліду записують у таблицю 7.1.
Назва рідин, що утворюють досліджувану систему:
компонент А ______________ компонент В _______________
Таблиця 7.1 – Температури зникнення емульсії для систем різного складу.
|
Масовий % В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура повного взаємно розчинення внаслідок нагрівання, t 0С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
За даними таблиці будують діаграму взаємної розчинності.
ЛІТЕРАТУРА: 1, с. 179 -180; 2 , с. 194 – 195; 3, с. 102 – 107; 4, с. 24 -27.