1. Cel doświadczenia:

Celem przeprowadzonego doświadczenia było zbadanie równowag fazowych w układach zawierających trzy ciecze o ograniczonej wzajemnej mieszalności.

2. Przebieg doświadczenia:

Wykonanie:

● Do probówek z doszlifowanymi korkami odmierzono odpowiednie objętości wody i toluenu, a następnie dodawano alkohol etylowy z biurety do momentu zaniku granicy faz między cieczami.

● Do probówek z doszlifowanymi korkami odmierzono odpowiednie objętości alkoholu n-butylowego i benzylowego, a następnie dodawano wodę z biurety do momentu powstania układu dwufazowego.

3. Zestawienie wyników:

● T=293K

● p=1013hPa

● ρ _wody = 0,998 g/cm³

● ρ _toluenu = 0,862 g/cm³

● ρ _etanolu = 0,786 g/cm³

● T=293K

● p=1013hPa

● ρ _n-butanolu = 0,806 g/cm³

● ρ _{alkoholu benzylowego} = 1,04 g/cm³

● ρ _wody = 0,998 g/cm³

4.Opracowanie wyników:

Skład procentowy (% wagowe) każdej mieszaniny

Skorzystano ze wzorów:

gdzie p_i - procent wagowy i-tego składnika mieszaniny;

m_i - masa i-tego składnika mieszaniny;

m - masa mieszaniny;

V_i - objętość i-tego składnika mieszaniny;

ρ_i - gęstość i-tego składnika mieszaniny.

Wyniki obliczeń zebrano w tabalach.

Następnie wykreślono w trójkątach Gibasa krzywe równowag fazowych ciecz - ciecz dla badanych układów trójskładnikowych. Wykresy dołączono do sprawozdania.

Wysokość trójkąta wynosi 13 cm natomiast pozostałe odległości, wyrażone w cm zebrano w tabelach poniżej.

5. Dyskusja wyników:

W wyniku przeprowadzonego doświadczenia sporządzono krzywe równowag fazowych w trójkątach Gibbsa dla badanych układów. Otrzymane krzywe dla obydwu badanych układów są zgodne z danymi literaturowymi. W pierwszym układzie: woda - toluen - etanol, woda i toluen tworzą dwie osobne fazy ciekłe, jednak dodawanie do takiego dwufazowego układu porcji etanolu, powoduje stopniowe zwiększanie wzajemnej rozpuszczalności tych cieczy, a w końcu zanik granicy faz. Taki wynik jest spowodowany tym, iż alkohol etylowy dobrze miesza się zarówno z wodą jak i z toluenem

W drugim układzie: butanol - alkohol benzylowy- woda początkowo mamy do czynienia z układem jednofazowym, natomiast po dodaniu już niewielkich ilości wody wytwarza się dwufazowy układ. Powodem pojawienia się drugiej fazy jest mała rozpuszczalność alkoholu benzylowego wodzie. Również w przypadku butanolu rozpuszczalność nie jest duża. Tą różną rozpuszczalność obu związków w wodzie obserwujemy na wykresie fazowym w postaci krzywej fazowej, która przyjmuje esowaty kształt. Dodawanie kolejnych porcji wody powoduje, że w pewnym momencie butanol jeszcze jest rozpuszczalny w wodzie, natomiast alkohol benzylowy już rozpuszczalny nie jest i zaczyna wytwarzać osobną fazę.

Wykonane wykresy fazowe mogą być obarczone pewnymi błedami związanymi z problemem jednoznacznego określenia (zwłaszcza w przypadku drugiego układu), dokładnego momentu pojawienia się drugiej fazy.