Кафедра химии

Фазовое равновесие.

Диаграмма состояния фенол-вода

Лабораторная работа № 4

по дисциплине «Физическая и коллоидная химия»

специальность _________________________________________________

специализация __________________________________________________

Проверил Выполнил

студент группы

__________________ ______________________

«____» ____________2013 г. «____»____________ 2013 г.

Могилев 2013

1. Цель работы – познакомиться с графическим описанием диаграмм состояния двухкомпонентных систем на примере диаграммы растворимости фенол–вода. Исследовать зависимость температуры фазовых превращений в системе фенол–вода от ее состава.

 

2.Работа выполняется с использованием запаянных стеклянных пробирок, содержащих фенол и воду, с определенной концентрацией фенола (10, 20, 30, 40, 50, 60 и 70 масс. %). Эти пробирки нагреваются на водяной бане, и термометром фиксируется с точностью ± 0,1 ºС температура исчезновения одной из фаз и ее образования при охлаждении. Для каждого состава измерения повторяются до тех пор, пока не будет получено согласование температур при нагреве и охлаждении в пределах ± 1 ºС. Средний результат измерений при нагревании и охлаждении округляется до 0,5 ºС и заносится в таблицу.

 

3. Теоретическое введение – в соответствии с [3], с. 85–87.

 

4. Методика выполнения (ход работы) – в соответствии с [4], с. 17–19.

 

5. Результаты работы.

Полученные разными бригадами результаты необходимо представить в форме таблицы 1. Схема диаграммы состояния фенол–вода показана на рисунке 1.

 

Рисунок 1 – Схема диаграммы состояния фенол–вода

 

Таблица 1 – Результаты измерения температуры фазовых превращений

Концентрация фенола ω, %	I	II	III	IY	Среднее

Средние величины (± 0,5 ºС) используются для построения диаграммы состояния фенол-вода. Диаграмма состояния строится на миллиметровой бумаге, масштаб оси составов – 100 мм.

 

6. Заключение (выводы):

– проведено ознакомление с графическим описанием диаграмм состояния двухкомпонентных систем на примере диаграммы растворимости фенол–вода;

– исследована зависимость температуры фазовых превращений в системе фенол–вода от ее состава;

– построена диаграмма растворимости фенол–вода

 

7. Вопросы для зачета лабораторной работы (по рисунку 1).

1) Состав системы (фигуративная точка) и состав фаз – всегда ли они совпадают?

2) Сколько фаз и какого состава находятся в точках 1 и 2? Сколько в этих точках степеней свободы?

3) Каковы качественные отличия растворов в точках 1 и 2?

4) Что такое нода, проведите ее через заданную точку в гетерогенной области. Какую можно при этом получить информацию о системе?

5) Что произойдет в системе (фигуративная точка 2), если в нее добавить немного воды? Изменится ли количество фаз, их масса и состав?

6) Каково число степеней свободы в фигуративной точке при ее движении по ноде?

7) Что происходит в системе (точка 2) при ее нагревании до (·)f? Как при этом изменяется состав и масса сосуществующих фаз? Что происходит при охлаждении раствора, нагретого выше (·)f?

8) При перемещении по диаграмме из (·)3 в (·)4 изменяется и состав системы, и температура. Соответствует ли это правилу фаз Гиббса (f = 1)?

 

8. Список литературы:

1) Общие требования и правила оформления текстовых документов: СТП СМК 4.2.3-01-2011. – Могилев: МГУП, 2011. – 41 с.

2) Поляченок, О.Г. Физическая и коллоидная химия. Практикум: Учебное пособие / О.Г. Поляченок, Л.Д. Поляченок. – Минск: Лаб. полиграфии УО БГТУ, 2006. – 380 с..

3) Поляченок, О.Г. Физическая и коллоидная химия. Конспект лекций / О.Г. Поляченок, Л.Д. Поляченок. – Могилев: МГУП, 2008. – 196 с.

4) Волкова, Э.С. Фазовые равновесия. Методические указания к лабораторным занятиям / Э.С. Волкова, А.В. Оботуров, Т.А. Полякова. – Могилев: МГУП, 2003. – 24 с.