Робота № 3/4. Дослідження рівноваги рідина - рідина в трикомпонентній системі з однією областю розшарування

Мета роботи. Визначити взаємну розчинність трьох рідин, склади спряжених розчинів та побудувати діаграму стану трикомпонентної системи з обмеженою взаємною розчинністю.

Методика роботи. Особливо часто серед трикомпонентних сумішей зустрічаються системи, в яких дві рідини мають обмежену взаємну розчинність, а третя рідина необмежено змішується з кожною із перших двох. Для таких систем з однією областю розшарування діаграма розчинності за сталих тиску і температури мас вигляд, зображений на рис. 1.

Крива розшарування MLN (бінодальна крива) поділяє діаграму на дві частини - гетерогенну (заштриховану) і гомогенну. Кожна фігуративна точка, що знаходиться в гетерогенній області (області розшарування), відповідає системі, що складається з трьох рівноважних рідких фаз, кожна з яких вміщує три компоненти. Точка L відповідає системі, в якій склад обох рідких фаз є однаковим. Ця точка називається критичною точкою розчинності. Область діаграми, що лежить над кривою MLN, відповідає гомогенній системі, кожна фігуративна точка, що лежить в цій області, - однофазній трикомпонентній системі.

Порядок роботи. Взаємну розчинність трьох рідин визначають шляхом додавання до бінарних сумішей різного складу (з необмеженою розчинністю двох компонентів) третього компонента до помутніння розчину. Поява каламуті вказує на утворення другої рідкої фази.

Провести дві серії дослідів: додати до суміші А і С компонент В, а до суміші В і С - компонент А. У роботі використовуються А - ацетон, С - оцтова кислота, В - вода. Готувати бінарні суміші вищенаведеного складу в таких об'ємних співвідношеннях: 1:9; 2:8; 3:7; 4:6; 5:5; 6:4; 7:3; 8:2; 9:1.

Загальний об'єм кожної бінарної суміші повинен становити 10 мл.

Приготовлені бінарні розчини титрувати третім компонентом до появи каламуті. Об'єми перерахувати в масові ( , де ρ_i - густина відповідного компонента), або в мольні одиниці ( ), визначити загальну масу (або Σ молів) суміші в момент розшарування і масові (мольні) частки компонентів А, В і С у кожній рівноважній суміші.

Рис. 1. Діаграма розчинності трьох рідин з однією областю розшарування

Результати дослідів занести у таблиці за формою:

Речовина	Молекулярна маса M	Густина ρ, г/см3	Молярний об’єм , см3/моль
H2O
CH3COOH
CH3COCH3

№	Кількість компонента						Сума молів	Молярні частки
	CH3COOH		H2O		CH3COCH3			CH3COOH	H2O	CH3COCH3
	см3	моль	см3	моль	см3	моль

Згідно з експериментальними даними побудувати трикутну діаграму взаємної розчинності трьох рідин.

Література: [25, с. 156-180, 188-189; 22, с. 207-212, 219-223; 24, с. 167-180].