国立高雄应用科技大学化学工程与材料工程系物理化学试验试验名称.DOC

國立高雄應用科技大學 化學工程與材料工程系 物理化學實驗 實驗名稱：兩成分系的液液平衡 姓名：劉柏成 學號：1100101227 組別：第六組 指導老師：吳瑞泰 實驗日期：2013/10/3 1 目錄 一、目的-----------------------------------------------p3 二、原理------------------------------------------p3~p8 三、實驗儀器與藥品--------------------------------p8 四、實驗步驟-------------------------------------p8~p9 五、參考資料----------------------------------------p9 2 一、目的 兩成分系部分互溶了液體，藉由調配不同比例的混合液，以加熱及冷卻的方式，觀察記錄混合液完全互溶與混濁時的溫度，可以畫出此兩成分的溶解曲線，了解其平衡的關係。 二、原理 苯酚（化學式：C6H5OH，PhOH），又名石炭酸、羥基苯，是最簡單的酚類有機物，一種弱酸常溫下為一種無色晶體由德國學家龍格（Runge F）於1834年在煤焦油中發現的，故又稱石炭酸（Carbolic acid）。 苯酚的結構分子由一個羥基直接連在苯環上構成根據苯的凱庫勒式，這 個羥基是連在雙鍵上的，為烯醇式結構。但由於苯環的穩定性，這樣的結 構幾乎不會轉化為酮式結構。苯酚具有以下共振結構： 苯酚的物理性質熔點為40.5，沸點為181.7，常溫下為一種無色或白 色的晶體，有特殊氣味。苯酚密度比水大，微溶於冷水，可在水中形成白 色混濁；但易溶於65以上的熱水。易溶於醇、醚等有機溶劑。 苯酚的化學性質 1、酸鹼反應 苯酚是一種弱酸，能與鹼反應： 苯酚pKa=10，酸性介於碳酸兩級電離之間，因此苯酚不能與NaHCO3等弱 鹼反應： 此反應現象：二氧化碳通入後，溶液中出現白色混濁。 2、顯色反應 苯酚遇三氯化鐵溶液顯紫色，原因是苯酚根離子與Fe3+形成了有顏色的錯 合物。 (紫色)? 取代反應 苯環上的親電取代：苯酚由於結構中有苯環，可以在環上發生類似苯的親 電取代反應，如硝化、鹵代等： [5] 對比苯的相應反應可以發現，苯酚環上的取代比苯容易得多。這是因為羥 基有給電子效應，使苯環電子雲密度增加值得注意的是，苯酚的親電 取代總是發生在羥基的鄰位和對位。這是羥基等給電子基團的共性。 酚羥基上的取代：酚羥基上的氫原子可以被含碳基團取代，生成醚或酯。 4 [ 4、氧化還原反應 苯酚在空氣中久置會變為粉紅色，是因為生成了苯醌： 苯酚的氧化產物一般是對苯醌這個反應也可以用Br2作氧化劑。 縮合反應 苯酚與甲醛在酸或鹼的催化下發生縮合，生成酚醛樹脂。 苯酚的 1、熔融苯磺酸法 苯酚可由苯磺酸與鹼熔融反應製得： [ 用酸處理即得苯酚。此法是最早用來製取苯酚的方法，萘酚也用類似的方法製取。 異丙苯法 此法初始原料為苯，通過傅-克反應與丙烯加成為異丙苯，再由異丙苯氧化 為苯酚。此法同時生成丙酮。 第二步反應是一個自由基反應。 3、氯苯水解 通過氯苯在氫氧化鈉水溶液中的水解，也可以製得苯酚。由於氯苯的氯原 子參與苯環的共軛，這個水解過程十分困難，需要在高壓（28MPa）、高 溫（300）、以銅作催化劑的條件下進行。 其他方法 苯酚也可由苯胺經重氮鹽水解製得。 而苯酚的工業及醫學用途可作殺菌劑、麻醉劑、防腐劑最早由約瑟夫·李斯特（Lister J）將其用於外科手術消毒；但由於苯酚的毒性，這一技術最終被取代現在苯酚可用於製備消毒劑，如TCP；或用其稀溶液直接進行消毒苯酚是多種化工產品的原料，用來合成阿司匹林等藥品，以及一些農藥、香料、染料亦用來合成樹脂，最主要的一種是和甲醛縮合而成的酚醛樹脂儘管苯酚的濃溶液毒性很強，它仍在整形外科手術中充當脫皮劑 而依據1876年物理學家吉布士(J.W.Gibbs)研究成果提出平衡系中有涉及化學反應時，C系統中「所有獨立化學成份總數」N減掉R，即C=N-R 6 一般來說，當兩種液體混合時，可發生兩種現象，一為完全互溶呈均勻溶液，另一為部分互溶，前者如水與酒精，無論其成分比例如何，均能完全相混，故無溶解度。後者水與乙醚，水與酚等，不能完全混合，經震盪後，靜置仍慢慢分成兩液層，但各層內均稍溶解其他一液體。例如水與乙醚經震盪後靜置時，則水溶於上層的乙醚中，乙醚溶解於下層的水中。[3] 然而上述的情況並非固定不移，通常仍隨溫度改變。例如水與酚在正常溫度時為部分互溶，在未明顯地分為兩層前，液體成混濁狀態，若溫度漸昇，其溶解度(solubility)亦漸增，達到某一溫度時，此兩液體變為完全互溶，其分層亦突然消失，而呈透明溶液，因此此時的溫度稱臨界溶解溫度(critica