Лабораторна робота №2

Тема: Фазова рівновага рідина-пара в двокомпонентній системі

Теоретична частина

Стан двокомпонентної системи рідина-пара характеризується чотирма параметрами: тиск, температура та концентрації одного з компонентів у рівноважних фазах. Оскільки число фаз у такій бінарній системі дорівнює двом, то число ступенів свободи, як це випливає з правила фаз, також дорівнює двом:

с = к + n – ф = 2 + 2 – 2 = 2 (2.1)

Тоді, для характеристики стану цієї системи достатньо задати два параметри. Зручно за незалежні параметри прийняти тиск та температуру. Тоді склад рівноважних фаз буде функцією цих параметрів. Якщо система знаходиться при сталому тиску, то рівноважний стан визначається лише температурою. Якщо компоненти в рідкій фазі утворюють ідеальний розчин, тоді діаграма стану має вигляд, показаний на рис. 2.1.

Нижня крива характеризує склад киплячої рідини, верхня - склад рівноважної з нею пари. Як видно з рис.2.1 на відміну від чистих речовин температура кипіння суміші змінюється в деяких межах. Так, суміш складу "l" кипить у інтервалі Т₁ - Т₃ . Ізотерми, які знаходяться у цьому інтервалі, перетинають лінії діаграми в точках, що характеризують склад рівноважних фаз. Бінарна система складу "l" при температурі Т складається з киплячої рідини складу "n" та рівноважної з нею пари складу "k". При цьому маса рідкої фази відноситься до маси пари як відрізок "kl" до відрізка "nl" (правило важеля).

(2.2)

У неідеальних розчинах криві залежності "температура кипіння -склад" (Р = const) можуть мати максимум або мінімум. У цих екстремальних точках склад рідини збігається зі складом рівноважної з нею пари. Розчини, які мають такий склад, називаються азеотропними або нероздільно киплячими. Діаграма стану такої системи наводиться на рис.2.2. Суміш складу "l" являє собою азеотроп.

Р ис.2.2. Рис.2.3

Практична частина

Установка, яка використовується в роботі, показана на рис.2.3. Вона складається з нагрівача 1, пробірки з термометром 2, зворотного холодильника 3 та рефрактометра 4. Зворотний холодильник може обертатися навколо осі АВ, після цього він працює як прямий. При цьому його форштос повинен знаходитися недалеко від призми рефрактометра. З двох рідин треба приготувати шість сумішей різного складу (див. табл.2.1).

Таблиця 2.1

№ досліду	1	2	3	4	5	6
Об’єм А (мл)	5	8	6	4	2	0
Об’єм В (мл)	0	2	4	6	8	5

Суміші приготувати в чистих пробірках. Потім з кожної пробірки відібрати по 2-3 краплі для визначення коефіцієнта заломлення суміші за допомогою рефрактометра. За даними вимірювань побудувати калібрувальний графік у координатах "склад - показник заломлення". Вміст кожної пробірки вилити в пробірку приладу, вставити термометр, пустити воду в кожух холодильника, підвести нагрівач і визначити для чистих рідин температуру кипіння, а для сумішей ще її склад конденсату. Для цього, коли почнеться інтенсивне кипіння рідини, записати температуру та, повернувши холодильник навколо осі АВ, взяти на призму рефрактометра 1-2 краплі конденсату, після цього повернути холодильник у початкове положення, закрити призму та знову записати температуру кипіння і визначити показник заломлення конденсату. Всі цифрові дані занести в таблицю за формою (див. нижче):

Хід роботи:

№	Температура кипіння				Показник заломлення		% А в рідині	% В в конденсаті
	до відбору проби	після відбору проби	середнє	рідина		конденсат
1
2
3
4
5
6

Досліджувані речовини: А – толуол

В – пропанол-2

Рисунок 2.4 – Калібрувальний графік "склад суміші – показник заломлення"

Рисунок 2.5 – Діаграма рівноваги "рідина – пара" для суміші толуол – пропанол-2

Для суміші толуол – пропанол-2 складу

• інтервал температур кипіння:

• відношення мас рідкої фази і пари:

Висновок:

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЧЕРКАСЬКИЙ ІНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ

Будівельний факультет

Кафедра загальної хімічної

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3

з курсу: Фізична хімія

Тема: Закони електролізу

Лабораторну роботу прийняв: викладач кафедри ЗХ Солодовнік Т.В. _________________________		Лабораторну роботу виконав: студент групи _________________________
“___”______________2010р.		“___” _____________2010р.

2010