实验一、三组分液-液体系相图的绘制

❖ 4.若通过三角坐标图内部的一个物系点分别作两 个侧边的平行线与底边相交，就将底边分为三段 。中间段的长度表示A组分的含量；右边段表示 图1 三角坐标图表示的A、B、C三组分 B组分的含量；左边段表示C组分的含量。
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❖ 等边三角形图示规律：
❖ 1) 在平行于底边的任意一条线上，所有代 表物系的点含顶角组分的质量分数相等。例 如图2中的D，O，Q 物系点，含A的质量分 数相同。
取8只干燥的具塞锥形瓶，按表1中乙酸正丁酯、水、乙醇的体积配制 1-8号溶液，分别往1-2号溶液中滴定乙酸正丁酯至清液变浊，往3-8号溶 液中滴定[1]水至清液变浊，记录相应的滴定体积于表1中。
❖ 2．连接线的测定
按表2 “共轭溶液” 项中的体积将乙酸正丁酯、乙醇、水（H液）置于干 燥的50mL分液漏斗中，充分摇动后静置分层（H液先配好静置待用）， 取水层（下层）约1mL于干燥的50mL具塞锥形瓶并称重（实验前需将空 的具塞锥形瓶称重），可得WG。然后用干燥的滴管逐滴加入表2中乙酸 正丁酯-乙醇溶液（E液），边滴边摇，滴至由浊变清后称重，可得WE， 所有数据记录于表2。
❖ 2) 过某一顶点的直线上，物系中其它两个 顶角组分的含量比相同。例如在图2中通过 顶点A的直线AN上，组分B和C含量之比都 相同。
❖ 3) 通过顶点的任一条线上，离顶点越近， 代表顶点组分的含量越多，反之亦然。例如 图2的M点中含A多；N点中含A少 。
图2 等边三角形图示规律
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❖ 4) 若把任意两个三组分系统（其物系点分别为图 3中的M和N）混合成一个新的物系（图3中的O点 ），则O点一定在MN的连线上。O点的位置靠近 量多的物系点，可用杠杆规则求算。
❖ 5) 由三个三组分系统D，Q，F混合而成的新系统 的物系点(见图3)，落在这三点组成三角形的重心 位置，即H点。先用杠杆规则求出D，Q混合后新 体系的物系点E，再用杠杆规则求出E，F混合后 的新体系物系点H，H即为三角形DQF的重心。 这一规则称为重心规则 。

形 的任意 一点 Ｏ， 则有 Ａ 一Ｃ ｃ ＇ ， Ｂ ：Ａａ ＂ ， Ｃ 一Ｂ ｂ ＇ 。 在一 对部 分互 溶 的三组 分 系统 的相 图 中 ， 假 设是 由 Ａ、 Ｂ和 Ｃ这 三种 物 质 组成 的系 统 。其 中 Ａ 和 Ｂ， Ａ 和 ｃ是 可 以完全 互溶 的 ， 而 Ｂ和 Ｃ只是部分 互 溶Ｅ ９ ］ 。如 图 ２所示 ， Ｂ的浓度 在 Ｂ ａ 之 间是 完全互 溶 的 ， Ｃ 的浓 度在 Ｃ ｄ之间 也是 完全互 溶 的 。在 ａ和 ｄ之 间 的系统 中是分 为 两层 ， ａ点是 Ｃ在 Ｂ溶 液 中的饱 和 点 ， 而 ｄ点 是 Ｂ在 Ｃ溶 液 中的饱 和点 。这对 溶液 就被 称 为是共 轭溶 液 。ａ ｂ ｄ则 为溶 解度 曲线 。盐线 内外分 别 为两相 区
１ 基 本 原理
若 压力 、 温 度 同时确定 ， 根 据相律 ， 自由度最 大为 ２ ， 三组 分 系统就 可 以用 平 面 图来表 示 。一 般 情况 下 都
是 用 正三 角形来 表 示 。 如图 ｌ 所示 ， 正 三角形 中三个顶 点 Ａ、 Ｂ和 Ｃ分 别代 表 纯 组分 ＿ ８ ］ 。其 三条 边 ＡＢ， ＡＣ和 Ｂ Ｃ线 上 的点 分 别代 表 Ａ 和 Ｂ， Ａ 和 Ｃ以及 Ｂ和 Ｃ所形 成 的二 组分 系统 。三 角形 中 的任意 一点代 表 三组 分系统 。通 过 三角
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ —０ ３ —１ ６
作者简 介： 盂晓燕 （ １ ９ ７ ８ 一） ， 女， 安徽临泉人 ， 讲师， 硕 士， 主要 从 事 物 理 化 学 教 学 和 研 究 工 作 。Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： Ｍｅ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ ｏ ｙ ａ ｎ — ｂ ｉ ｎ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
～

4）某些盐和水的最低共熔点和组成表
盐 最低共熔点 (C) NaCl 21.1 NaBr 28.0 NaI 31.5 KCl 10.7 KBr 12.6 KI 23.0 KNO3 3.0 (NH4)2SO4 18.3 Na2SO4 1.1 MgSO4 3.9 CaCl2 55.0 FeCl2 55.0
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由相律：
f* = C + 1 = 2 + 1 = 3
最多三相共存

关于二组分固-液体系的相图类型很多，但
不论相图如何复杂，都是由若干基本类型
的相图构成。

只要掌握基本类型的相图知识，就能看懂
复杂相图的含义。
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二、简单低共熔混合物体系相图
1. 冰点降低及溶液的饱和浓度
构成的混合物，它并非固体溶液，所以不
是单相，而是两相。
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3. 合金体系和化合物体系

在合金体系（如 Bi-Cd，Pb-Sb）和化合 中也有类似的相图。
物 体 系 （ 如 ： KCl-AgCl，C6H6-CH3Cl）

以 Bi-Cd 体系为例，其相图如图：
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B A
相区分析
D
C
• 使用此相图的方法与水-盐体系相同，由图
水的冰点随 (NH4)2SO4 浓 度的增加而下降

EM曲线是固体 (NH4)2SO4 与溶液成平衡的曲线，一 般称为 (NH4)2SO4 在水中的溶解度曲线, 溶解度随温
度的升高而增大。
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一般说来，盐的熔点很高，超过了饱和溶
液 的 沸 点 ， 所 以 EM 曲 线 不 会 沿 长 到
(NH4)2SO4 的熔点，高于M点，溶液气化。

实验八三组分体系等温相图的绘制【目的要求】1. 熟悉相律，掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。

2. 掌握用溶解度法绘制相图的基本原理。

【实验原理】对于三组分体系，当处于恒温恒压条件时，根据相律，其自由度f*为：f*＝3－Φ式中，Φ为体系的相数。

体系最大条件自由度f*max＝3－1＝2，因此，浓度变量最多只有两个，可用平面图表示体系状态和组成间的关系，通常是用等边三角形坐标表示，称之为三元相图。

如图2-8-1所示。

等边三角形的三个顶点分别表示纯物A、B、C，三条边AB、BC、CA分别表示A和B、B和C、C和A所组成的二组分体系的组成，三角形内任何一点都表示三组分体系的组成。

图2-8-1中，P点的组成表示如下：经P点作平行于三角形三边的直线，并交三边于a、b、c三点。

若将三边均分成100等份，则P点的A、B、C组成分别为：A％=Pa=Cb，B％=Pb=Ac，C％=Pc=Ba。

苯-醋酸-水是属于具有一对共轭溶液的三液体体系，即三组分中二对液体A和B，A和C 完全互溶，而另一对液体B和C只能有限度的混溶，其相图如图2-8-2所示。

图2-8-1 等边三角形法表示三元相图图2-8-2 共轭溶液的三元相图图2-8-2中，E、K2、K1、P、L1、L2、F点构成溶解度曲线，K1L1和K2L2是连结线。

溶解度曲线内是两相区，即一层是苯在水中的饱和溶液，另一层是水在苯中的饱和溶液。

曲线外是单相区。

因此，利用体系在相变化时出现的清浊现象，可以判断体系中各组分间互溶度的大小。

一般来说，溶液由清变浑时，肉眼较易分辨。

所以本实验是用向均相的苯-醋酸体系中滴加水使之变成二相混合物的方法，确定二相间的相互溶解度。

【仪器试剂】具塞锥形瓶(100mL，2只、25mL，4只)；酸式滴定管(20mL，1支)；碱式滴定管(50mL，1支)；移液管(1mL，1支、2mL，1支)；刻度移液管(10mL，1支、20mL，1支)；锥形瓶(150mL，2第二篇基础实验2只)。