2-1三元水盐系溶解度
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实验三三元液-液平衡数据的实验测定液-液平衡数据是液-液萃取塔设计及生产操作的主要依据,平衡数据的获得目前尚依赖于实验测定。
在化学工业中,蒸馏、吸收过程的工艺和设备设计都需要准确的液-液平衡数据,此数据对提供最佳化的操作条件,减少能源消耗和降低成本等,都具有重要的意义。
尽管有许多体系的平衡数据可以从资料中找到,但这往往是在特定温度和压力下的数据。
随着科学的迅速发展,以及新产品,新工艺的开发,许多物系的平衡数据还未经前人测定过,这都需要通过实验测定以满足工程计算的需要。
准确的平衡数据还是对这些模型的可靠性进行检验的重要依据。
一、实验目的(1)测定醋酸水醋酸乙烯在25℃下的液液平衡数据(2)用醋酸-水,醋酸-醋酸乙烯两对二元系的汽-液平衡数据以及醋酸-水二元系的液-液平衡数据,求得的活度系数关联式常数,并推算三元液-液平衡数据,与实验数据比较。
(3)通过实验,了解三元系液液平衡数据测定方法掌握实验技能,学会三角形相图的绘制。
二、实验原理三元液液平衡数据的测定,有两不同的方法。
一种方法是配置一定的三元混合物,在恒定温度下搅拌,充分接触,以达到两相平衡;然后静止分层,分别取出两相溶液分析其组成。
这种方法可以直接测出平衡连接线数据,但分析常有困难。
另一种方法是先用浊点法测出三元系的溶解度曲线,并确定溶解度曲线上的组成与某一物性(如折光率、密度等)的关系,然后再测定相同温度下平衡接线数据。
这时只需要根据已确定的曲线来决定两相的组成。
对于醋酸-水-醋酸乙烯这个特定的三元系,由于分析醋酸最为方便,因此采用浊点法测定溶解度曲线,并按此三元溶解度数据,对水层以醋酸及醋酸乙烯为坐标进行标绘,画成曲线,以备测定结线时应用。
然后配制一定的三元混合物,经搅拌,静止分层后,分别取出两相样品,图1 Hac-HO-Vac的三元相图示意分析其中的醋酸含量,2有溶解度曲线查出另一组分的含量,并用减量法确定第三组分的含量。
三、实验装置(1)木制恒温箱(其结构如图2所示)的作用原理是:由电加热器加热并用风扇搅动气流,使箱内温度均匀,温度有半导体温度计测量,并由恒温控制器控制加热温度。
注释:
酸、碱、盐溶解性表(20℃)
1、此
溶于水,“不”表示不溶于水,“微”表示微溶于水,“挥”表示挥发性,“——”表示那种物质不存在或遇到水就分解了。
2、记住初中阶段可能常用到的不溶性物质(已重点框出),知道几个微溶性物质(有底色处)。
其余不溶物一般不常考,除此之外就都是可溶性物质了。
3、微溶性物质:在反应物可视为可溶,在生成物可视为不溶,适用于除杂、鉴别题型。
4、白色沉淀:氯化银、碳酸钙、碳酸钡、硫酸钡、氢氧化铝、氢氧化镁红褐色沉淀:氢氧化铁(Fe(OH)3)蓝色沉淀:氢氧化铜(Cu(OH)2)
有色离子:溶液中若有铜离子(Cu2+):呈蓝色亚铁离子(Fe2+):呈浅绿色
铁离子(Fe3+):呈黄色适用于物质推断题型。
5、特殊不溶解:氯化银、硫酸钡既不溶于水,也不溶于稀硝酸。
盐类的溶解性简记:
钾钠铵盐全部溶,
硝酸盐遇水无隐踪,
硫酸盐不溶钡和铅,
盐酸盐不溶银亚汞,
碳酸盐大多沉水中。
0℃时KCl-KHCO_3-H_2O和NaHCO_3-KHCO_3-H_2-O两三元体系的溶解度倪诗圣【期刊名称】《安徽大学学报:哲学社会科学版》【年(卷),期】1960()1【摘要】KCl—KHCO<sub>3</sub>—H<sub>2</sub>O 和NaHCO<sub>3</sub>—KHCO<sub>3</sub>—H<sub>2</sub>O 两三元体系是 Na<sup>+</sup>,K<sup>|</sup>|Cl<sup>-</sup>,HCO<sub>3</sub>-+H<sub>2</sub>O 四元交互体系的四个侧面中的两个侧面。
K<sub>par</sub>曾研究过 NaHCO<sub>3</sub>—KHCO<sub>3</sub>—H<sub>2</sub>O三元体系在0℃时的溶解度。
KCl-KHCO<sub>3</sub>—H<sub>2</sub>O 三元体系在0℃时的溶解度似尚未见发表。
为了研究0℃时 Na+,K+||Cl<sup>-</sup>,HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>+H<sub>2</sub>O 四元交互体系,我们研究了该两体系在0℃时的溶解度。
【总页数】4页(P70-73)【关键词】三元体系;溶解度数据;四元交互体系;研究;液相;等温图;离子含量;侧面;指示剂;固相【作者】倪诗圣【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】C55【相关文献】1.30℃时碳酸铯-乙醇-水三元体系的平衡溶解度 [J], 胡满成;刘志宏;高世扬;夏树屏;郝丽霞;岳先丽2.298.15和308.15K时1,2-丙二醇+MCl (M=Na,K,Rb,Cs)+H2O三元体系的溶解度、密度和折光率 [J], 雷红;李淑妮;翟全国;张晖英;蒋育澄;胡满成3.KCl-KNO3-CH3OH/H2O和KNO3-NH4NO3-CH3OH/H2O三元体系在25℃时的溶解度 [J], 刘亦凡;谢爱华;钟杰;董殿权4.CsNO3-C2H5OH-H2O三元体系在不同温度时的平衡溶解度及相关物性 [J], 李淑妮;翟全国;胡满成;夏树屏;高世扬5.0℃时KCl-KHCO<sub>3</sub>-H<sub>2</sub>O和NaHCO<sub>3</sub>-KHCO<sub>3</sub>-H<sub>2</sub>-O两三元体系的溶解度 [J], 倪诗圣因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
溴化铊TlBr25°C4×10–6氯化铊TlCl25°C 2.65×10–4硫酸铊Tl2SO425°C 3.6×10–4硫氰化铊TlSCN25°C; 2.25×10–4物质水溶液溶解度表以化学品中特征元素的拼音顺序排列。
所有数据都为1atm下水溶液溶解度的数据,单位为g/100cm31.锕、氨、铵 (2)2.钯、钡、铋、铂、钚 (3)3.氮、镝 (4)4.铒 (4)5.钒 (4)6.钆、钙、锆、镉、铬、汞、钴、硅 (4)7.铪、氦、钬 (7)8.镓、钾、金 (7)9.钪 (8)10.镧、锂、硫、镥、铝 (9)11.镁、锰 (9)12.钠、镍、钕 (10)13.硼、铍、钋、镨 (12)14.氢、铅 (12)15.铷 (13)16.铯、钐、砷、铈、锶 (14)17.铊、碳、铽、锑、铁、铜、钍 (15)18.锡、氙、锌、溴 (17)19.氩、氧、铟、钇、镱、银、铀、铕 (19)20.有机化合物 (22)21.酸碱盐溶解性表 (23)1.锕、氨、铵2.钯、钡、铋、铂、钚3. 氮、镝4.铒5.钒6.钆、钙、锆、镉、铬、汞、钴、硅7.铪、氦、钬8.镓、钾、金9.钪10.镧、锂、硫、镥、铝11.镁、锰12.钠、镍、钕13.硼、铍、钋、镨14.氢、铅15.铷16.铯、钐、砷、铈、锶17.铊、碳、铽、锑、铁、铜、钍18.锡、氙、锌、溴19.氩、氧、铟、钇、镱、银、铀、铕20.有机化合物化学基础数据-物质溶解度表21.酸碱盐溶解性表- 21 -。
研究与开发氯化钠-氯化锶-水三元体系25℃相平衡研究3丁秀萍1,孙 柏1,时历杰1,2,阳海棠1,2,宋彭生1(1.中国科学院青海盐湖研究所,青海西宁810008;2.中国科学院研究生院) 摘 要:采用等温溶解平衡法,研究了三元体系氯化钠-氯化锶-水25℃时的相平衡。
同时测定了平衡溶液的密度和折光率等物化性质。
根据实验研究数据,绘制了该三元体系的相图。
相图由一个无变量点、两条单变量曲线和氯化钠、六水合氯化锶两个结晶相区构成。
确定了该体系无变量点的液相组成为氯化钠质量分数等于7.40%、氯化锶质量分数等于29.42%;对应的平衡固相为六水合氯化锶和氯化钠。
两种原始组分氯化钠和六水合氯化锶间未形成复盐或固溶体,六水合氯化锶未发生脱水,体系属于简单共饱型。
关键词:相平衡;溶解度;氯化钠;氯化锶 中图分类号:O642.42;645.12 文献标识码:A 文章编号:1006-4990(2010)06-0009-03Study on pha se equ ili br i a i n NaC l-SrC l2-H2O ternary syste m a t25℃D ing Xiup ing1,Sun Bai1,Shi L ijie1,2,Yang Haitang1,2,Song Pengsheng1(1.Q inghai Institute of Salt L akes,Chinese A cade m y of Sciences,X ining810008,China;2.Graduate U niversity,Chinese A cade m y of Sciences) Abstract:Phase equilibria in the NaCl-Sr Cl2-H2O ternary syste m at25℃was studied by using is other mal diss olu2 ti on equilibriu m method.Density and refractive index etc.of the balanced s oluti on were als o deter m ined.Phase diagra m of NaCl-Sr Cl2-H2O ternary syste m was p l otted according t o experi m ental data.D iagra m was made up of one invariant point, t w o univariant curves,and t w o crystallizati on regi ons of NaCl and Sr Cl2・6H2O.I n the invariant point,compositi on of the liquid phase was confir med,i.e.mass fracti on of NaClwas7.40%and mass fracti on of Sr Cl2was29.42%;and corres pond2 ing balanced s olid phase was NaCl and Sr Cl2・6H2O.Neither double salts nor s olid s oluti ons bet w een the original NaCl and Sr Cl2・6H2O were found;dehydrati on of Sr Cl2・6H2O didn′t occur in the syste m;and the syste m was a si m p le eutectic type. Key words:phase equilibria;s olubility;s odiu m chl oride;str ontiu m chl oride 青海柴达木盆地拥有油气田卤水,其中含有大量钾、锂、钙、硼、溴、碘、锶、铷、铯等资源,因此研究含锶水盐体系相平衡关系,对卤水资源的综合利用具有一定意义。
2-1 三元水盐系溶解度测定(设计性实验)第一部分设计性实验教学大纲实验课程名称:专业实验(化学工程与工艺)实验项目名称:三元水盐系溶解度测定实验类型:设计性实验实验类别:基础口专业基础口专业空实验学时:4-6一、实验目的1、自行设计实验方案、实验步骤,学习三元水盐体系液固相平衡数据的测定方法。
2、通过绘制NaCI-NH4CI-H2O 三元体系等温相图,学会相图的绘制与应用;3、复习液固相平衡知识,训练恒温、取样、称量、分析等基本操作技术。
二、预习与参考1、陈钟秀、顾飞燕、胡望明编,化工热力学(第二版),北京: 化学工业出版社,2001年2、牛自得、程芳琴主编,水盐体系相图及其应用,天津:天津大学出版社,2002年。
3、青岛科技大学化工实验中心编,化学工程与工艺专业实验,2003 年4、杭州大学化学系分析化学教研室编,分析化学手册(第二版)第二分册,北京:化学工业出版社,1997年三、设计指标以二元系统的溶解度数据为基础,在所设定的温度下,设计NaCI-NH4CI-H 2O三元水盐体系合理的原始构成和实验步骤,进行实验,获得实验温度下的液固平衡数据,通过分析、计算,用所得数据绘制出NaCI-NH4CI-H2O三元体系等温相图。
四、实验要求(设计要求)自行设计实验方案和原始数据,包括流程、实验步骤,分析方法等,达到实验目的五、实验(设计)仪器设备和材料清单水浴恒温震荡装置,酸、碱滴定装置,玻璃仪器;电子天平,分析天平,氯化钠,氯化铵,氢氧化钠、硝酸银标准溶液,甲醛溶液,蒸馏水,指示剂。
六、调试及结果测试原始数据和实验方案经指导教师审核后,自行调试。
利用提供的玻璃仪器和试剂自行分析。
七、实验报告要求要求有实验目的、实验原理、实验方案和步骤、实验数据记录,对实验数据进行处理,计算液固亮相的组成,绘制出相图,并对所得的实验结果进行讨论(包括方案的合理性、误差分析、成败原因等)八、思考题1、本实验条件下的结果与标准值有何差异,为什么?2、取样操作不当,会产生那些可能情况?第二部分三元水盐系溶解度测定(参考)一、实验目的水盐系是自然界(海水、盐湖)和无机化工生产中(肥料、碱、盐)常见的反应体系。
在无机盐生产中常常要将可溶性盐或原料溶解在水溶液中,或者需要将某种盐从水溶液种结晶出来。
在发生溶解、结晶、混合、蒸发、冷却、分离等水盐体系的相变化过程时,首先需要了解盐类的溶解度关系。
将水盐体系平衡状态下的溶解度实验数据标绘在坐标纸上而得到的图即为相图。
它不仅能给出盐类的溶解或结晶顺序、名称和组成,还能进行物料量的计算,并能对工艺过程及其操作条件乃至反应器的设计提供基本要求。
无机化工生产中最常用的是三元水盐体系,因此设置本实验,提出如下要求:(1)学习三元水盐体系液固相平衡数据的测定方法。
(2)自行设计实验方案,绘制出NaCl-NH 4Cl-H 2O 三元体系等温相图,学会相图的绘制与应用;(3)复习液固相平衡知识,训练恒温、取样、称量、分析等基本操作技术。
二、实验原理与方法根据NaCl、NH4Cl 在水中溶解度的不同,配制不同重量组成的一系列样品溶液,在恒温下搅拌一定时间后,对各饱和溶液进行分析,用所得数据在坐标纸上绘出一系列点。
同时,测定与饱和溶液相平衡的固相组成,以所得数据在图上绘出的点与相应的饱和溶液点相连即得相应的直线。
连接各饱和溶液即为该温度下的NaCl、NH4Cl 溶解度曲线。
三元水盐体系溶解度与相图实验测定有湿固相法、合成复合体法和物理化学分析法,本实验采用湿固相法。
湿固相法以连线规则为基础,当液固相达平衡后,分别取出饱和溶液和含饱和溶液的湿固相加以分析,所得的点可连成几条不同的直线,它们的交点就是这些饱和溶液所平衡的固相点。
如果交点正好落在代表一种盐的顶点,则为该盐的无水盐点;如果交点刚好落在两直线角边上,则固相点为水合物;如果交点落在直角三角形的斜边上,则固相为无水复盐;交点落在三角形内任一点,固相均为水合复盐。
另外,如果有两条或两条以上的相邻连线都从液相的同一点出发,则这液相点为两盐的共饱和点。
如图2-1 所示,在平面图上,用等边三角形来表示各组分的浓度。
三个顶点分别代表纯组分A,B,C. 每条边代表两组分所组成的二元体系。
三角形内的任意点,可称为系统点,代表三组分体系。
D,E,:B,C 在水中某一温度下的溶解度。
DF: B在含有C的水溶液中的溶解度曲线。
若向B的饱和溶液中加入组分C,则B的溶解度沿DF 变化。
EF: C 在含有B 的水溶液中的溶解度曲线。
F:共饱和点。
溶液中B,C同时达到了饱和。
DFEA :不饱和溶液,单液相区。
BDF :固态纯B与其饱和溶液的两相平衡区。
CEF:固态纯C与其饱和溶液两相平衡区。
BFC :固态纯B,纯C,与组成为F的饱和溶液三相共存。
图2-1三元水盐体系相图示例系统点含量的读法,如M点,表示B的含量是:过M点作B的对边AC的平行线,交AB于G点,则AG为M点B的含量。
同理可读出A,C的含量。
根据此读法可推出等含量规则:组成位于平行三角形某一边的直线上,则这一组体系所含有的由顶点(对应)所代表组分的含量相同。
如;M,N含B相同。
向背规则:从某一混合物不断析出某个组分时,剩余物质的组成改变方向是沿着混合物组成的点和析出组分点的连线,向着背离析出组分的方向运动。
比如:欲从M中析出A,则系统点向远离A的S方向运动;反之,若加入A,则会向着MA方向移动。
举例:简单相图的蒸发过程分析。
以NaCI-KCl-H 2O为例。
(1)提浓:M —N。
由向背规则,A增加,向S方向移动。
(2)N —Q:KCI析出,过N点时,系统由单相区进入单固相结晶区,KCI开始析出。
液相组成则沿NF移动。
到Q点时,液相达到共饱和点,KCI析出易达到最大。
(3)Q—S:水A继续减少,液相不变。
NaCI,KCI同时析出。
三、实验要求1、准备工作在预习实验的基础上,进一步熟悉实验试剂和相关设备、仪器的使用方法;深入讨论、学习实验原理及相关知识。
2、设计实验方案按照实验目的的要求,以二元体系的溶解度数据为依据,同组实验的同学设计出三元水盐系的原始组成;讨论在提供的实验条件下采用湿固相法获取平衡数据的方法和步骤。
测定三元相图的溶解度要以二元系统的溶解度数据为基础。
由手册查得下列温度下NaCI与NH4CI在水中的溶解度数据,见表1。
表1二种温度下NaCI与NH4CI的溶解度欲使溶液与固相呈平衡,必须有过量的固体存在,为此,称量的、—般比理论量过量20%。
表2为样品配料示例。
表2分析方法(1)NaCI含量分析采用莫尔法测定CI-的含量,用标准AgNO3溶液以K2CrO4为指示剂直接滴定CI-。
取25ml稀释液,以甲基红为指示剂,用NaOH溶液滴至溶液呈微红色,然后加入4滴15%K2CrO4指示剂,用标准的AgNO3溶液滴定至有砖红色Ag2CrO4产生。
(N i V i N2V2) 58.44 10NaCI% 100% (1)W 总1000式中N1、V1 ―― AgNO3的当量浓度与耗量,(ml)N2、V2 ―― NaOH的当量浓度与耗量,(ml)W总--- 取样量,(g)。
(2)NH4CI含量的分析采用甲醛法测定NH4+,用甲醛液与NH4CI反应生成HCI,然后用NaOH反滴HCI,反应式为:4NH4CI+6HCOOH==C6H12N4+4HCI+6H2O4HCI+4NaOH==4NaCI+4H2O具体操作是:取10ml30%甲醛置于锥形瓶中,加酚酞 2~3滴,用标准的NaOH 滴定至 呈微红色,然后再取 25ml 稀释好的湿固相溶液,加 20ml 蒸馏水稀释,再用 NaOH 溶液滴 定至浅红色(在 0.5~1min 内不消失)为终点。
W NH ”ClNH4CI % ——4C - 100%W 总 总、式中W N H4C|为样品中NH4CI 的量,(g )3、 确定实验方案通过集体互动讨论的方式,探讨实验方案的合理性。
4、 实验操作每位同学必须独立完成操作,称量、取样、转移、定容、滴定等基本操作要规范进行, 确保实验结果准确、合理。
5、 记录、整理实验数据。
实验数据记录项目见下表所示。
\项目\\配料量,(g )取样 时间(h ) 取样量(g )耗液量,(ml )NaCINH4CIH2OAgNO3NaOH(1)NaOH( 2)126、 数据处理汇总实验数据,做出三元水盐系溶解度曲线图。
7、 完成报告独立完成实验报告,并对可能产生的误差进行分析。
报告内容包括:本实验的目的与要求;本实验的原理与方法;归纳实验方案、操作步骤与要求;列出各点实验数据与分析结果;在坐标纸上绘出直角等腰三角形表示的三元水盐体系相图; 分析评论本实验结果与实验方法。
八、讨论题(1) 本实验条件下的结果与标准值有何差异,为什么? (2) 取样操作不当,会产生那些可能情况?参考文献W NH4CI53.49N 2V 2100(3)[1]科培列夫等著,普通化学工艺学实验指导,高等教育出版社,[2] 华东化工学院等编,分析化学,高等教育出版社,[3] 水盐体系相图及应用1955。
1989。