Ход работы

Установка для изучения растворимости системы фенол-вода состоит из сосуда с водой, штатива для ампул со смесями (табл. 1), нагревателя, холодильника, мешалки, термометра.

Таблица 1.

№ пробирки
Состав смеси (% фенола)

Мотор мешалки включают через регулятор напряжения и, вращая ручку регулятора, устанавливают скорость вращения мешалки. Включают нагреватель на 220 вольт. Используя в случае необходимости водяной холодильник, устанавливают скорость нагрева воды в сосуде 0,7 - 0,8 градусов в минуту.

Содержимое ампул периодически перемешивают, вынимая ампулы из штатива и быстро переворачивая их 1 - 2 раза (перемешивание необходимо производить быстро, учитывая значительную разницу температур воды в термостате и воздуха в помещении).

По исчезновению мути определяют температуру растворения смесей. Результаты записывают в таблицу.

В ходе работы необходимо учитывать, что сначала будут растворяться смеси с малым и большим содержанием фенола. После того, как растворение произойдет во всех ампулах, выключают нагреватель и определяют температуры, при которых смеси становятся гетерогенными (появление мути). Охлаждение необходимо проводить со скоростью 0,7 - 0,8 градусов в минуту, обязательно используя водяной холодильник.

Полученные результаты используют для построения диаграммы растворимости (температура-состав). Точки, полученные при нагреве и охлаждении, обозначают различными знаками (+, о).

Вопросы для самоподготовки и контроля.

1. Какую систему называют системой двух ограниченно растворимых жидкостей?

2. Укажите примеры взаимно ограниченно растворимых систем.

3. Какие растворы называют насыщенными?

4. Какие изменения происходят при увеличении количеств второго жидкого компонента, добавляемого к чистому первому веществу?

5. Как влияет повышение или понижение температуры на изменение концентрации насыщенных растворов?

6. Каков состав фаз, находящихся в равновесии при температурах Т₁ и Т₂?

7 Укажите на диаграмме поле гомогенных растворов фенол в воде и вода в феноле, и поле, отвечающее равновесному сосуществованию двух взаимно насыщенных растворов?

8 Сформулируйте правило фаз Гиббса.

9 Что называют числом степеней свободы?

10 Сформулируйте правило рычага.

11 Укажите состав фаз, находящихся в равновесии в точке "d".

12 Изложите ход выполнения работы.

13 Какие признаки позволяют судить о переходе системы в гомогенное или гетерогенное состояние?

14 Чем обусловлено различие в температурах растворения и расслоения, получаемых при нагреве и охлаждении смесей?

15 Как нужно изменить условия проведения эксперимента, чтобы получить одинаковую температуру при гомогенизации и расслоении смеси системы?

16 Рассчитайте число степеней свободы для точек "а", "е", "d". (рис. 3).

Рис. 1. Один из способов построения фазовой диаграммы в системе жидкость – жидкость.

Рис. 2. Расчёт относительной массы фаз при равновесии в системе жидкость – жидкость.