A-13. Izoterma rozpuszczalności w układzie trójskładnikowym

A–13
IZOTERMA ROZPUSZCZALNOŚCI W UKŁADZIE
TRÓJSKŁADNIKOWYM
(DIAGRAM FAZOWY GIBBSA)
Cel ćwiczenia: Wyznaczanie izotermy rozpuszczalności w układach trójskładnikowych
ciekłych
Zagadnienia: Faza, składnik, składnik niezależny. Reguła faz Gibbsa. Równowagi typu
ciecz-ciecz w układach dwu- i trójskładnikowych., wpływ temperatury.
Trójkąt Gibbsa. Stężenia i ich przeliczanie.
Sprzęt:
Odczynniki:
3
13 kolbek stożkowych z korkami 50cm ,
aceton, toluen, chloroform,
biureta 25 cm3, lejek,
1,4-dioksan, octan etylu
pipety 25 cm3 – 2 szt., 10 cm3 – 2 szt.
1-propanol, 2-propanol,
1-butanol, 2-butanol, 1-pentanol
Wykonanie ćwiczenia:
1. Z poniższych zestawów wybrać jeden według wskazań prowadzącego:
a) chloroform – 2-propanol
g) toluen – 1-butanol
b) 1,4-dioksan – 1-propanol
h) octan etylu – 1-butanol
c) toluen – 2-propanol
i) octan etylu – 1-pentanol
d) chloroform – 1-propanol
j) 1-butanol – 1-propanol
e) toluen – aceton
k) metanol – chloroform
f) chloroform – aceton
2. W czystych i suchych kolbkach sporządzić 4 roztwory o stężeniach objętościowych 20,
40, 60 i 80 % pierwszego składnika. Objętości roztworów powinny wynosić 10 cm3.
3. Mieszaniny dokładnie wytrzasnąć i pozostawić na 10 minut w zamkniętych kolbkach. Po
odstaniu miareczkować wodą destylowaną do pojawienia się trwałego zmętnienia, tj.
zmętnienia nie zanikającego w czasie.
4. Obliczyć stężenia czterech zbadanych mieszanin. Wyniki nanieść prowizorycznie na
diagram Gibbsa i w zależności od uzyskanego kształtu izotermy sporządzić 7 kolejnych
roztworów o odpowiednio dobranych stężeniach. W razie potrzeby skonsultować się z
prowadzącym.
E.Z.
1
5. Czynności opisane w punkcie 3 powtórzyć dla 7 nowych mieszanin.
6. Miareczkować wodą destylowaną obie czyste ciecze.
Opracowanie wyników:
1. Obliczyć stężenia (ułamki molowe, albo procent molowy lub wagowy) poszczególnych
składników kolejnych próbkach. Wyniki zestawić tabelarycznie.
2. Wykreślić izotermę rozpuszczalności w trójkącie Gibbsa. Stężenia wyrazić w ułamkach
molowych, procentach molowych lub wagowych. Wyjaśnić dlaczego przy kreśleniu
diagramów Gibbsa nie korzysta się z ułamków objętościowych i procentów
objętościowych.
3. Opisać pola i krzywe koegzystencji uzyskanego diagramu. Podaj liczbę faz i stopni
swobody poszczególnych pól diagramu.
Literatura
1. L.Sobczyk, A.Kisza, K.Gatner, A.Koll, Eksperymentalna chemia fizyczna, PWN,
Warszawa 1982.
2. L.Komorowski, A.Olszowski, Chemia Fizyczna, tom 4, Laboratorium Fizykochemiczne,
PWN, Warszawa 2013.
3. J.Woźnicka, H.Piekarski, Ćwiczenia laboratoryjne z chemii fizycznej, Wydawnictwo
Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź 2007.
Inne
1. Film instruktażowy na Platformie Edukacyjnej UPGOW – Platforma e-chem.
E.Z.
2