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Wie viele und welche Phasen entstehen aus Wasser, Essigsäure und Toluol? - Binodale und Konode im Gibbsschen Dreiecksdiagramm

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Wir mischen Toluol, Wasser und Essigsäure. Zunächst bestimmen wir die prozentuale
Zusammensetzung der Mischung. Bei 20 Kilogramm Gesamtmasse haben wir 35
Massen-% Wasser, 10 % Essigsäure und 55 % Toluol. Hier sehen Sie das Gibbssche Dreiecksdiagramm der drei Komponenten. Wir erkennen eine Binodale (oder Binode; orange). Oberhalb der Binodale ist das System homogen; unterhalb der Binodale ist das System heterogen; in diesem Bereich sind einige Konoden (gelb) eingezeichnet. Wo im Diagramm liegt unsere Mischung? Wir haben 10% Komponente A - wir suchen auf der Gehalts-Skala für Essigsäure die 10 % Linie. Die Skalierung nicht hier waagerecht - wir können leicht die 10 % Linie (schwarz) einzeichnen. Die 35 % Komponente B müssen wir auf der
Gehalts-Skala für Wasser suchen. Diese Skala ist um 60° geneigt - wir erhalten 35 %-Linie (rot). Beim Einzeichnen der
55 %-Linie für Toluol müssen wir bedenken, dass die Gehalts-Skala für C um 60° in die andere Richtung geneigt ist. Die 55 %-Linie entspricht der grünen Gerade. Alle drei Geraden schneiden sich in einen Punkt; dieser Punkt entspricht der Zusammensetzung, die wir hergestellt haben. Der Zustandspunkt liegt im
heterogenen Bereich, d.h. das System ist "homogen nicht stabil, sondern zerfällt entlang der Konode in zwei Phasen." Diesen Zerfall wollen wir genauer diskutieren: Die Zusammensetzung entspricht einem Zustand im Diagramm an dieser Stelle (gelbes Dreieck); der Zustand liegt im heterogenen Bereich; das System ist hier also homogen nicht stabil, sondern zerfällt entlang der Konode in zwei Phasen. Zum
einen in einer Phase, die diesem Schnittpunkt Konode/Binodale q´ entspricht - 20 % Wasser und 80 % Essigsäure. Zum anderen
in eine Phase, die diesem Schnittpunkt Konode/Binodale p´ entspricht - fast reines Toluol. Wenn wir das Mengenverhältnis von organischer Phase (Toluol) und wässriger Phase (Wasser/Essigsäure) ermitteln wollen, benötigen wir das
Hebelgesetz. Dazu messen wir den Abstand des Zustandspunktes von p´und q´,
Besprechung/Interview
Toluol
Essigsäure
Gemisch
Toluol
Vorlesung/Konferenz
Essigsäure
Essigsäure
Toluol
Vorlesung/Konferenz
Toluol
Vorlesung/Konferenz
Essigsäure
Vorlesung/Konferenz
Toluol

Metadaten

Formale Metadaten

Titel Wie viele und welche Phasen entstehen aus Wasser, Essigsäure und Toluol? - Binodale und Konode im Gibbsschen Dreiecksdiagramm
Untertitel Übungsaufgabe 30
Serientitel Einführung in die Thermodynamik
Teil Ü 30
Autor Lauth, Günter Jakob
Mitwirkende Lauth, Anika (Medientechnik)
Lizenz CC-Namensnennung - keine kommerzielle Nutzung 3.0 Deutschland:
Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt zu jedem legalen und nicht-kommerziellen Zweck nutzen, verändern und in unveränderter oder veränderter Form vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen.
DOI 10.5446/15717
Herausgeber Günter Jakob Lauth (SciFox)
Erscheinungsjahr 2013
Sprache Deutsch
Produktionsjahr 2013
Produktionsort Jülich

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Physik, Chemie
Schlagwörter Physikalische Chemie
Thermodynamik

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