Chimie
Studiul solubilitatii reciproce in sistemul fenol - apa in conditii termiceStudiul solubilitatii reciproce in sistemul fenol - apa in conditii termice Scopul lucrarii: De construit diagrama "temperatura de solubilitate-compozitie" in sistemul dublu lichid fenol - apa, de determinat temperatura critica superioara de miscibilitate. Aparataiul si reagenti: termostat sau plita electrica, pahare cu volum de 1,0 eprubeta 40 - 50 ml, cintar tehnic, apa distilata, fenol. ASPECTE TEORETICE Studiul solubilitatii reciproce a lichizilor ne-a dovedit ca, sistemele bicomponente se impart in trei grupe: Componentii
lichizi reciproc se dizolva in orice raport, formind sisteme Lichizii componenti practic sint reciproc insolubili, spre exemplu: apa - miercur, apa-benzen, apa-ulei etc. Lichizii componenti sunt reciproc partial miscibili: apa - fenol, apa - anilina, apa - dietilamina, apa - nicotina. Lichizii partial miscibili, ca regula, in dependenta de natura lor, formeaza amestecuri omogene in anumite intervale de concentratie, separate printr-un domeniu de nemiscibilitate. Pentru a exprima dependenta proprietatilor sistemului de stare sau compozitie se folosesc asa numite "diagramele de stare". In cel mai elementar caz, cind sistema este formata din doi componenti (A si B), pe axa abscis se depune compozitia in parte de masa, de moluri sau de volum (suma marimilor lor este egala cu 1); sau in procente de masa, de moluri sau de atomi (suma marimilor componentilor care este de 100 %); pe axa ordonat - proprietatile. Sa prelucram diagrama solubilitatii a doi componenti apa - anilina. Daca la temperatura constanta, ca de exemplu - 20°C, in apa (fig. l) se adauga prin portiuni mici anilina, arunci pina la o cantitate anumita se formeaza o solutie omogena, adaosul anilinei in continuare provoaca saturatia solutiei (punctul A). In aceste conditii se formeaza un nou strat de solutie saturata de apa in anilina, compozitia caruia este determinata de punctul B. Dupa stabilirea echilibrului se formeaza doua solutii: deasupra - solutie saturata de anilina in apa, de desubt - solutie saturata de apa in anilina ( C6H5NH2 = 1,002). Cu marirea adaosului de anilina, stratul solutiei saturate de anilina (b) se mareste, pe masura ce stratul solutiei saturate de apa (a) se micsoreaza. Compozitia straturilor A si B, la temperatura constanta, ramine constanta si se schimba numai cantitatea stratului. In sfirsit, la o anumita cantitate stratul solutiei A dispare complet, se formeaza solutie omogena de apa in anilina, in asa fel, amestecul a doi lichizi partial miscibili-apa si anilina, la temperatura constanta (20°C) in diferit raport intre punctul A si B provoaca formarea unui sistem eterogen, format din doua faze echilibrate, stratul A si stratul B. Raportul cantitatilor solutiilor saturate echilibrate poate fi determinat din raportul segmentelor, care se formeaza la coborirea perpendicularei, care exprima compozitia amestecului initial. De exemplu, daca compozitia este exprimata prin punctul M, raportul cantitatilor straturilor A si B se determina prin raportul segmentelor MB si MA: (Cantitatea stratului A) / (Cantitatea stratului B) = MB / MA H2O 100 % H5NH2 |
Fig. 1. Diagrama
solubilitatii anilina - apa. Tcr. - temperatura maximala a solubilitatii
reciproce.
intr-un
punct Tcr. in care
ambele faze dispar,
sistema devine omogena. Punctul Tcr. se numeste - punctul critic maximal de miscibilitate. In acest punct componentii se dizolva reciproc in orice cantitate. Pentru sistemul apa - anilina Tcr. este egala cu 167°C, compozitia critica - 48,6% de masa de anilina.
Presupunem, ca starea sistemului se caracterizeaza prin punctul N, care se afla mai sus de curba de dizolvare, adica in regiunea omogena a sistemului si ii corespunde compozitia n. La racire in punctul A se observa aparenta unei noi faze, care se exprima prin tulburarea solutiei. Primele picaturi ai fazei noi sunt determinate de compozitia punctului A11. La racirea de mai departe pina la punctul C - sistema devine eterogena - in echilibru se gasesc doua straturi A1 si B1, raportul cantitatilor pentru care se determina:
(cantitatea stratului B1) / (cantitatea stratului A1) = (CA1) / (CB1)
In regiunea de concentratie limitata a diagramei se formeaza sistema eterogena, pentru alte concentratii sistema este omogena.
|
Forma curbei de dizolvare "temperatura - compozitie" depinde de natura componentilor si de fortele intermoleculare de interactiune.
Efectuarea experimentala a lucrarii
Un amestec de fenol si apa cu o anumita compozitie se incalzeste apoi se raceste. Pe parcurs, vizual, se determina temperatura de miscibilitate reciproca - formare a unui sistem omogen. Schimbul compozitei sistemului poate fi efectuata prin doua cai: prin adaosul la masa apei diferite cantitati de fenol sau prin adaosul diferitor cantitati de apa la masa initiala a fenolului. A doua cale e mai rationala, deoarece apa in cantitate necesara poate fi masurata volumetric cu pipeta. Aceasta ne permite sa economisim timpul de cercetare experimentala.
In timpul lucrului cu fenolul este necesar de a tine cont de tehnica de securitate. Fenolul este toxic si provoaca arsuri a pielii, ochilor. Locurile unde a nimerit fenol urgent trebuiesc spalate cu o cantitate mare de apa.
Fig.2. Aparatul pentru determinarea miscibilitatii reciproce a sistemului fenol -
anilina: 1 - pahar din sticla cu
apa (baia de apa); 2 - eprubeta; 3 - termometru; 4 - agitator.
Pentru a studia vizual miscibilitatea a doi
lichizi se foloseste aparatul, schema caruia este prezentata pe
fig. 2, se introduce intr-o baie de apa, care in cazul dat, poate prezenta
un pahar de sticla cu volumul l - 1,5 l si in care se toarna
apa. Temperatura apei in baie poate fi micsorata prin adaosul
apei mai reci, a gheti farimitate marunt sau a
zapezii. Cercetarea diagramei temperatura de miscibilitate -
compozitie in sistemul apa - fenol se efectueaza conform datelor
din tabelul dat mai jos. Pentru inceput este necesar de a calcula cantitatea de
apa, care trebuie de adaugat (X ml) la solutie pentru a
obtine urmatoarea compozitie (punct) fenol - apa.
Comparati datele obtinute cu cele din tabel. Se
cintaresc 2,5 g de fenol care se transfera intr-o eprubeta, in
care se adauga l ml de apa (compozitia 1). Pentru a
obtine amestecul apa - fenol cu compozitia 2 (punctul 2), in sistem
se adauga nu 1,5 ml de apa insa numai 0,5 ml, deoarece l ml deja
se contine in sistem (a fost adaugat pentru a obtine punctul 1).
Pentru compozitiile urmatoare se toarna cantitatea de apa crescinda conform volumului X ml dat in tabel, apoi se calculeaza continutul fenolului in sistem.
Rezultatele obtinute se introduc in tabel.
Date experimentale pentru constructia diagramei "temperatura de miscibilitate-compozitie" pentru sistemul dublu lichid apa - fenol.
Nr. ames-tecului |
Compozitia amestecului |
Cantitatea de apa adaugata Xml = Vn+1 - Vn |
Temperatura |
Marimea medie |
||
Continutul fenolului, % |
Continutul apei, ml |
de misci-bilitate |
de formare a fazelor |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Darea de seama pe lucrare.
Se prezinta:
- Tema, scopul, continutul pe scurt al lucrarii si esenta lucrarii. Rezultatele obtinute se scriu in tabel. Se construieste diagrame de miscibilitate a sistemului fenol - apa. Se determina Tcr. maxima.
Intrebarile pentru pregatirea catre lucrarea de laborator Nr. 4
Dati exemple concrete de diferite grupe de miscibilitate a doua substante lichide?
Desenati diagrama de miscibilitate a doi componenti lichizi partial miscibili si lamuriti esenta ei. Ce ne arata ea?
Cum se poate determina raportul dintre cantitatile fazelor componente a sistemului eterogen?
Ce inseamna temperatura critica si temperatura maxima de solubilitate a componentilor?
Ce tipuri de diagrame se intilnesc in practica? Prin ce se lamureste diferenta lor?
Cum depinde compozitia fazelor sistemului eterogen lichid si cantitatea lor de volum componentilor initiali ai sistemului?
Dupa care nuante se face concluzia, ca in conditiile date s-a format solutie omogena sau un sistem eterogen?
Contact |- ia legatura cu noi -| | |
Adauga document |- pune-ti documente online -| | |
Termeni & conditii de utilizare |- politica de cookies si de confidentialitate -| | |
Copyright © |- 2024 - Toate drepturile rezervate -| |
|
|||
Documente online pe aceeasi tema | |||
| |||
|
|||
|
|||