水-甲酰胺+環(huán)己烷+二乙二醇丁醚和水+苯基己烷-苯基庚烷+二乙二醇丁醚兩個(gè)假三元溶液體系的三臨界現(xiàn)象研究.pdf

1、本論文用改進(jìn)的體積法和折射率法研究了水/甲酰胺+環(huán)己烷+二乙二醇丁醚和水+苯基己烷/苯基庚烷+二乙二醇丁醚兩個(gè)不同類型的假三元溶液體系的三臨界現(xiàn)象。 對(duì)于水/甲酰胺+環(huán)己烷+二乙二醇丁醚四元溶液體系，極性溶劑(水+甲酰胺)的混合物可以看作一假“純組分”，將甲酰胺在假“純組分”中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ψ作為體系向三臨界點(diǎn)逼近的控制變量。測(cè)量了六個(gè)不同ψ值體系的三相平衡共存的溫度～組成的空間“S”型曲線，尋找了體系的平均組成，測(cè)得了三相區(qū)最高溫

2、度tu、最低溫度tl、溫差△t=tu-tl和平均溫度tm=(tu+tl)/2，及這些溫度下平衡共存相的體積分?jǐn)?shù)，求出六個(gè)不同平均溫度下代表體系平衡共存三相區(qū)的三角形的底邊邊長l和底邊對(duì)應(yīng)的三角形的高h(yuǎn)。通過△t、l、h與|tm-ttcp|的經(jīng)典三臨界理論的關(guān)系，推出體系平均的三臨界溫度ttcp=(54.8±0.7)℃，驗(yàn)證體系的臨界指數(shù)符合經(jīng)典的三臨界理論，推出體系假“純組分”的臨界ψ值ψtcp=0.287±0.003。根據(jù)臨界終點(diǎn)連線

3、質(zhì)心的定義，推出體系以體積分?jǐn)?shù)表示的臨界組成φwater=0.215、φformamide=0.077、φcyclohexane=0.286和φC4E2=0.420。推出Fisher提出的兩個(gè)臨界指前因子比為R1=0.494±0.022和R2=0.852±0.035，由于誤差較大，無法判斷臨界指前因子的經(jīng)典(R1=0.5，R2=0.866)與否(R1=0.477～0.492、R2=0.826～0.856)。 將折射率法用于多元組

4、分三臨界行為的研究，研究了五個(gè)不同ψ下具有平均組成的樣品，得到了“S”型的溫度(t)～折射率(n)三相平衡共存曲線。推出了Scott理論中的特征量，按照Scott理論對(duì)數(shù)據(jù)處理，得出體系的三臨界折射率nt=1.3967±0.0004。數(shù)據(jù)處理結(jié)果顯示：體系的臨界指數(shù)符合三臨界的經(jīng)典理論，體系的臨界指前因子的比率R1=0.500±0.020、R2=0.849±0.043，同樣由于實(shí)驗(yàn)精度不夠和實(shí)驗(yàn)點(diǎn)太少而無法判斷經(jīng)典與否。 對(duì)于水

5、+苯基己烷/苯基庚烷+二乙二醇丁醚四元溶液體系，油的混合物(苯基己烷+苯基庚烷)可看作一假“純組分”，苯基庚烷在假“純組分”中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ψ作為體系向三臨界點(diǎn)逼近的控制變量。通過體積法得到了五個(gè)不同ψ體系的平均組成，通過折射率法研究了對(duì)應(yīng)的具有平均組成的樣品，得到了五條“S”型的t～n三相平衡共存曲線。推出體系的臨界溫度為ttcp=(51.98±0.03)℃，體系假“純組分”的臨界ψ值為ψtcp=0.633±0.004，體系的三臨界折射率

6、nt=1.4004±0.0001。由Scott特征量外推出體系的三臨界指數(shù)與經(jīng)典理論一致，體系的三臨界指前因子的比率分別為R1=0.475±0.003、R2=0.856+0.008，比率R1偏離經(jīng)典值約5％，符合Fisher非經(jīng)典預(yù)測(cè)。 為了得到更精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)水+苯基己烷/苯基庚烷+二乙二醇丁醚四元溶液體系做了進(jìn)一步細(xì)致的研究，得到了九個(gè)不同ψ體系的平均組成；用折射率法研究了對(duì)應(yīng)的具有平均組成的樣品，得到了九條“S”型的t

7、～n三相平衡共存曲線。推出體系的臨界溫度為ttcp=(52.05±0.01)℃，體系假“純組分”的臨界ψ值為ψtcp=0.532±0.003，體系的三臨界折射率nt=1.4001±0.0001。由Scott特征量外推出體系的三臨界指數(shù)與經(jīng)典理論一致，體系的三臨界指前因子的比率分別為R1=0.480±0.002、R2=0.845±0.006，比率R1偏離經(jīng)典值約5～3％，比率R2偏離經(jīng)典值約3～2％，符合Fisher非經(jīng)典預(yù)測(cè)。同時(shí)，討論