Завдання на виконання роботи

1. Експериментально визначити температури взаємного розчинення однієї рідини в іншій для двохкомпонентної системи обмежено розчинних рідин з різним співвідношенням компонентів.

2. На підставі експериментальних даних побудувати діаграму стану температура – склад для даних систем.

Прилади, лабораторний посуд та реактиви

Електроплитка, водяна баня, штатив з набором запаяних пронумерованих пробірок, в яких міститься суміш фенолу і води або гліцерину і ізоамілового спирту з різним співвідношенням компонентів, таблиця, у якій наведено склад сумішей в пробірках, термометр, затискач для пробірок.

Порядок виконання роботи

1. Одержують у лаборанта штатив з набором запаяних пробірок, склад суміші яких наведений у таблиці, що додається до штативу.

2. Заповнюють водяну баню на 3/4 водопровідною водою.

3. Пробірку закріплюють в затискач і занурюють у водяну баню, яку ставлять на електроплитку і повільно нагрівають. Температуру води у водяній бані вимірюють термометром. Суміш в пробірці періодично збовтують. Фіксують температуру гомогенізації суміші, за якої каламутна рідина стане прозорою.

4. Охолоджують суміш та відмічають температуру гетерогенізації суміші, за якої рідина у пробірці знову стане каламутною. Якщо результати процесу охолодження співпадають з результатами процесу нагрівання, переходять до іншої пробірки з сумішшю і проводять аналогічний дослід.

5. Результати кожного досліду заносять до таблиці:

Таблиця

Номер пробірки	1	2	3	4	5	6	7	8
Масова частка речовини
Температура гомогенізації
Температура гетерогенізації

6. На основі отриманих результатів будують діаграму температура змішування – склад. Розраховують ступені вільності та склад фаз для точок, вказаних викладачем на діаграмі склад – температура розчинення.

Опрацювання результатів

За допомогою правила Алексєєва (правило важеля) з діаграми можна визначити не лише число рівноважних фаз та їх склад, але й кількісні співвідношення між масами фаз: маси рівноважних фаз обернено пропорційні до відрізків, на які поділяє ноду фігуративна точка системи (рис. 2.1):

(2.2)

Ступені вільності системи (число змінних термодинамічних параметрів в системі) визначаються за правилом фаз Гіббса (2.1).

Оскільки досліди з визначення температури гомогенізації та розшарування шляхом нагрівання та охолодження двохкомпонентних систем проводять за сталого тиску, правило фаз Гіббса для двохкомпонентної системи можна записати:

(2.3)

Оскільки студент одержує системи фенол–вода та ізоаміловий спирт–гліцерин у запаяних ампулах, похибка проведення експерименту буде залежати тільки від вимірів температури розшарування, яка визначається за допомогою термометра на 100 С. Вимірювання температури проводиться з точністю до одного градуса. Тоді загальна похибка експерименту:

.