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

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´,