实验二、二组分液-液平衡体系..ppt

二组分液-液平衡体系
药学实验教学中心秦琴
实验目的
(liquid partially miscible system )的溶解曲线。
-液体系的临界溶解温度。
实验原理
“相似者相溶”的规律
组成、结构、极性和分子大小近似的液体往往可以完全互溶。
部分互溶双液体系的特点
在一定的温度和浓度范围内由于二种液体的相互溶解度有限而形成二饱和的液层,即在相图中有双液相区的存在。
从实验上看,当某一组分的量很少时,可溶于另一大量的组分而形成一个不饱和的均相溶液。然而当溶解量达到饱和并超过极限时,就会产生两个饱和溶液层,通常称为“共轭溶液”。
共轭溶液: T一定时,部分互溶的溶液浓度超过一定范围,体系分层形成两个液相,当溶解达到平衡时,这对彼此互相饱和的两个溶液。
在定压下温度对两种液体互溶成都的影响,可归纳为三种情况。
具有最高临界溶解温度的体系;
具有最低临界溶解温度的体系;
同时具有最高和最低临界溶解温度的体系。
(一)具有最高临界溶解温度的体系
这类体系的特点是相互溶解度随温度的升高而增加,以致达某一温度时,二饱和液层组成相同,形成了单一的液层。再升温时,无论组成如何,仅有单相区的存在。
当体系处于 t1(℃)时,向水中加酚,物系点将沿着 t1 水平线右移(即 a→b→c 点)。最初少量酚可全部溶于水,成为均匀的酚在水中的不饱和溶液,继续加入酚,当达饱和后(如图中的 l1 点),则加入的酚不再溶解,在体系中将形成另一新相 l2 -水在酚中的饱和溶液――其组成即为该温度下水在酚中的溶解度。此时,随着酚的加入,物系点由 l1 向 l2 移动,但两饱和液层浓度保持不变,只是富水层(l1)量逐渐减少,富酚层(l2)量逐渐增加。当物系点达 l2 时,富水层消失,此后随着酚的增加而物系点右移(即l2→h→e→d ),l2 右侧的物系点又是单一液相,即水在酚中的不饱和溶液相。
由此可见相点 l1 和 l2 是一对共轭溶液,它们所对应的浓度分别代表 t1 温度下酚在水中的溶解度和水在酚中的溶解度。若升温至 t2,同理,必出现 a′b′c′l1′相点代表酚在水中的不饱和溶液相,以及 l2′h′e′d′相点代表水在酚中的不饱和溶液相。其中和又是另一对共轭溶液,其对于的浓度分别代表 t2 温度下酚在水中溶解度以及水在酚中的溶解度。显然的含量大于 l1 ,而的含水量大于 l2,意味着温度升高,溶解度增加。若将表征不同温度下的酚在水中溶解度的相点 l1 , , ……以及相对应的表征水在酚中溶解度的相点 l2 , , ……
联结起来可构成如图5-19(b)所示溶解度曲线。左边为酚在水中的溶解度曲线而右边为水在酚中的溶解度曲线。不言而喻,线以外是单一液相区,以内是两相区(记为 L1+L2 ),两相区内共轭相点连线如 l1l2,称为"结线"。尽管物系点可以在结线上移动,但两层的组成不变,只是富水层与富酚层这两层质量分数比( ω1:ω2 )在满足杠杆规则的条件下变化,如图中两相区内的 Q 点应服从如下等式:
从图中还可看出,温度愈高,两共轭层组成愈靠近。当温度升至 tc
时,共轭层组成相同会聚于曲线
上的最高点 c,tc (℃)称
为水~酚液对的最高临界溶解温
度或称“上临界点”、“最高会溶点”。
在临界温度以上不存在分层现
象,全浓度范围内都能互溶形成一液相。临界溶解温度越低,二液体间互溶性越好,故可应用临界溶解温度来量度液对间的互溶性。属于具有最高溶解温度类型的体系,还有异丁醇~水,苯胺~水,正己烷~硝基苯等等。