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化学
题目

6.8已知水-苯酚系统在30℃液-液平衡时共轭溶液的组成wx的:L1(苯酚溶于水),-|||-8.75%;L2(水溶于苯酚),69.9%。-|||-(1)在30℃,100g苯酚和200g水形成的系统达液-液平衡时,两液相的质量各为-|||-多少?-|||-(2)在上述系统中若再加入100g苯酚,再次达到相平衡时,两液相的质量各变到多少?

题目解答

答案

解析

步骤 1:确定初始条件
在30℃时,水-苯酚系统在液-液平衡时,共轭溶液的组成分别为:L1(苯酚溶于水)的苯酚质量分数为8.75%,L2(水溶于苯酚)的水质量分数为69.9%。初始时,系统由100g苯酚和200g水组成。

步骤 2:计算初始系统中苯酚和水的总质量
初始系统中苯酚和水的总质量为:$m_{total} = 100g + 200g = 300g$。

步骤 3:计算两液相的质量
设L1相的质量为$m_1$,L2相的质量为$m_2$,则有$m_1 + m_2 = 300g$。根据质量守恒,苯酚和水在两相中的质量守恒,可以列出方程组:
$$
\begin{cases}
0.0875m_1 + 0.301m_2 = 100g \\
0.9125m_1 + 0.699m_2 = 200g
\end{cases}
$$
解这个方程组,可以得到$m_1$和$m_2$的值。

步骤 4:加入100g苯酚后的计算
在上述系统中再加入100g苯酚,系统中苯酚的总质量变为200g,水的总质量仍为200g。设新的L1相的质量为$m_1'$,L2相的质量为$m_2'$,则有$m_1' + m_2' = 400g$。根据质量守恒,苯酚和水在两相中的质量守恒,可以列出方程组:
$$
\begin{cases}
0.0875m_1' + 0.301m_2' = 200g \\
0.9125m_1' + 0.699m_2' = 200g
\end{cases}
$$
解这个方程组,可以得到$m_1'$和$m_2'$的值。

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