液体在液体中的溶解也适用“相似相溶”的规律。组成、结构、极性和分子大小近似的液体往往可以完全互溶。例如水和乙醇,苯和甲苯等都能完全互溶。
若两种液体的性质有显著差异,可导致两液体发生部分互溶的现象。这种在定压下温度对两种液体互溶程度的影响,可归纳为三种情况:具有最高临界溶解温度的系统,具有最低临界溶解温度的系统与同时具有最高和最低临界溶解温度的系统。
本实验主要验证具有最高临界溶解温度的水-苯酚系统。在常温下将少量苯酚加入水中,它能完全溶解于水。若继续加入苯酚,最终会达到或超过苯酚的溶解度,苯酚不再溶解,此时系统会出现两个液层,一层是苯酚在水中的饱和溶液(简称水层),另一层是水在苯酚中的饱和溶液(简称苯酚层)。在定温定压下两液层达到平衡后,其组成不变。这时在温度-组成( T – x )图上有相应的两个点,如图2-4中 a 、 b 两点。在定压下升高温度时,两液体的相互溶解度都会增加,即两液层的组成发生变化并逐渐接近;当升到一定温度,两液层的组成相等,两相变为一相,如图中 c 点, c 点的温度称为最高临界溶解温度。定压下通过实验可测得不同温度下两液体的相互溶解度,由精确得到的一系列温度及相应组成的数据,就可以绘出水-苯酚系统溶解度图,并找出最高点(即该系统能完全互溶的温度)。
图2-4 水-苯酚系统相图