1.实验目的

（1）熟悉相律以及用等边三角形坐标表示三组分相图的方法。

（2）用溶解度法绘制有一对共轭溶液的三组分（氯仿-乙酸-水）相图。

2.实验原理

在萃取时，具有一对共轭溶液的三组分相图对确定合理的萃取条件相当重要。水和氯仿的相互溶解度极小，而乙酸与水和氯仿互溶，在水和氯仿组成的两相混合物中加入乙酸，能增大水和氯仿之间的互溶度，乙酸的量越多，互溶度越大。当乙酸的加入量达到一定量时，水和氯仿能完全互溶。这时原来两相组成的混合体系由混变清。在温度恒定的条件下，使两相体系变成均相所需要的乙酸量取决于原来混合物中水和氯仿的比例。同样，若把水加到氯仿和乙酸组成的均相混合物中，当水达到一定量时，原来的均相体系就分成水相和氯仿相的两相混合物，体系由清变混。使体系变成两相所加的水的量，由氯仿和乙酸混合物的起始成分决定。

因此利用体系在相变化时的混浊和清亮现象的出现，可以判断体系中各组分间互溶度的大小。

一般由清变到混，肉眼较易分辨。所以本实验采用由均相样品加入第三物质而变成两相的方法，测定两相间的相互溶解度。

在定温定压下，三组分体系的状态和组成之间的关系通常可用等边三角形坐标来表示，见图3-9，等边三角形三个顶点A、B和C分别表示三个纯物质（A、B、C），AB、BC及CA三边分别表示A和B，B和C以及C和A所组成的两组分组成。三角形内任一点则表示三组分的组成。如O点的组成：，即各物种的组成为过物系点O做各顶点对边的平行线。又因为各物种总的组成为100%，三角形为等边三角形，所以又可以由其中的一条边表示各组分的组成，见图3-10。当然，给出一定组成的溶液质量分数，按照上述表示方法，也可以找出对应的物系点。

图3-9　用等边三角形坐标来表示

图3-10　用三角形坐标来表示

对于具有一对共轭溶液的三液系相图，见图3-11，该三液系相图中A和B，A和C为完全互溶，而B和C为部分互溶，曲线abc为溶解度曲线。曲线上方为单相区，曲线下方为两相区，物系点落在两相区内，即分为两相，如X点则分成组成为E和F的两相，而EF线称为连接线。

图3-11　具有一对共轭溶液的三液系相图

溶解度曲线的绘制方法很多。本实验先以完全互溶的两个组分（如A和C），以一定的比例混合所组成的均相溶液，如图3-11上的N点，滴加组分B，根据平衡相图的直线规则，物系点则沿着NB移动，直至溶液变混，即为L点。再加入A，物系点由LA上升至N′点而变清。再加入B，此时物系点又沿着N′B由N′移动至L′而再次变混，再滴加A使变清……如此反复，最后连接L、L′、L′′……即可画出溶解度曲线。

3.仪器与试剂

铁架台1个；酸式、碱式滴定管各1支；2～25mL吸量管1套，100mL锥形瓶（具塞）8只；分液漏斗2个；漏斗架1个。

氯仿（A.R）；乙酸（A.R）；0.5mol·L-1NaOH标准溶液；酚酞。

4.实验步骤

（1）取两支洁净的滴定管，分别装入乙酸及水（装乙酸的滴定管应事先干燥）。用吸量管加6mL氯仿入干净的100mL磨口锥形瓶内，再用滴定管滴入1mL乙酸。摇匀成均相后，由滴定管慢慢滴入蒸馏水，边滴边摇动，并仔细观察有无混浊现象，直到有混浊的“油珠”出现，记下这时所用水的体积。

（2）再向此瓶加入2mL乙酸，体系又成均相。继续用水滴定，使体系再由清变混。分别记下这时体系中氯仿、乙酸及水所加入的总体积。然后依次再加入3.5mL、6.5mL乙酸。同法分别用水进行滴定，并记录体系中各组分的含量。测定后，在体系中再加入400mL水，使体系分成两相，塞好塞子，留给下面测定连接线用。(www.daowen.com)

（3）另取一干净的100mL磨口锥形瓶，先用吸量管加入1mL氯仿及3mL乙酸，摇成均相后，用水滴定，使其成两相。然后依次加入2mL、5mL、6mL的乙酸，用水滴定，方法同前。滴完后，加9mL氯仿和5mL乙酸，使体系分成两相。塞好瓶塞留待测连接线用。

（4）将由上述所得的两个溶液中各个组分的含量准确地记录下来。将瓶塞塞紧后，用力摇动，摇动时勿使瓶内液体流出。然后每隔5min摇一次，约半小时后，分别倒入两个干净的分液漏斗内。待两液分层后，分别将各层液体放入干净的磨口锥形瓶中，用2mL移液管取上层溶液2mL置于已称好的25mL磨口锥形瓶内，准确称其质量，然后用水洗入200mL锥形瓶中，加少许酚酞，用NaOH标准溶液滴定其中乙酸的含量。

同样用1mL移液管取下层液体1mL，称量，以酚酞为指示剂，用NaOH标准溶液滴定乙酸的含量。

在不用分液漏斗分离，直接采用移液管取下层液体时，可采用洗耳球吹气法。即在轻轻吹气的同时使移液管插入下层液体，这样可防止上层液体进入移液管中。

5.数据处理

（1）互溶度曲线的绘制

根据各次所用的苯、乙酸和水的体积以及在实验所处的温度下水、苯、乙酸的密度，求算每次体系出现复相时这三种组分的质量及体系的总质量。计算三种组分所占的质量分数，按表3-3列出各次所得的数据。

表3-3　实验数据记录表

根据表3-3数据，在计算机上用Origin软件完成图形的绘制。

（2）连接线的绘制

①计算两瓶中氯仿、乙酸和水的质量分数，画于上面的三组分相图内。

②由所取各相的质量及由NaOH滴定所得的数据，求出乙酸在各相内的质量分数。

③将乙酸的质量分数画在三组分相图的互溶度曲线上。水层内的乙酸含量画于含水成分多的一边，氯仿层内的乙酸含量画于含氯仿成分多的另一边。

连接两个成平衡的液层的组成点，即为连接线。该连接线应通过体系的总组成点。

6.思考题

（1）如连接不通过物系电，其原因可能是什么？

（2）在用水滴定溶液的最后，溶液由清到混的终点不明显，这是为什么？

（3）为什么说具有一对共轭溶液的三液系相图对确定各区的萃取条件极为重要？