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TbCl3-CdCl2-HCl-H2O(298.15K)的相平衡 学 生： 指导老师： 年级： 专业： 班级：摘 要 测定了四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O（298.15K）的相平衡溶度数据，绘制了相应的溶度图。该四元体系是复杂体系且有1个新物相化合物4CdCl2· TbCl3·14H2O生成。关键词 四元体系,相平衡,TbCl3 ,CdCl2 一 前 言稀土卤化物与稀碱卤化物所形成的化合物具有特殊的光学性质。文献[1-3]研究了稀土卤化物与稀碱金属卤化物在盐酸介质中的相平衡关系，且发现新化合物CsEuCl8·14H2O、Cs2EuCl5·4H2O、3CsCl·CeCl3·3H2O、CsCl·CeCl3·4H2O具有上转换发光性能。文献[4-6]分别研究了DyCl3-CdCl2- H2O和DyCl3-CdCl2-HCl-H2O（298.15K）的相平衡，YCl3-CdCl2-H2O和YCl3-CdCl2 -HCl-H2O(298.15K)的相平衡，在298.15K时CeCl3-CdCl2-H2O和CeCl3- CdCl2-HCl-H2O的相平衡，均发现了新的化合物，并且也具有上转换发光性能和较强的荧光性能。为比较过渡元素/稀土氯化物与稀碱金属/稀土氯化物盐水体系中相关系间的差异，丰富盐水相化学，和为合成新的化合物寻找可能的途径，本文在前述研究的基础上研究了在298.15K时四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O的相平衡关系，发现了1个未见文献报道新物相化合物。 二 实验部分1、试剂及仪器配制TbCl3·6H2O试剂：（1）称取适量Tb2O3固体，放在小烧杯中，加少量水。（2）量取适量浓度为35%的盐酸溶液，缓慢加入到盛有Tb2O3试剂的小烧杯中，搅拌。（3）加热至溶解成无色透明的液体，将其自然冷却。（4）过滤。将滤液加热至产生结晶膜后，自然冷却。（5）抽滤，晶体放入干燥器中自然干燥[1]。化学反应方程式： Tb2O3+6HCl＝2TbCl3+3H2O。CdCl2、EDTA、AgNO3、六次甲基四胺、甲基红、二氯荧光黄、二甲酚橙、邻二氮菲均为分析纯试剂。使用蒸馏水。使用仪器：恒温搅拌装置（自制）。2、实验及分析方法设定一系列递变点，按四元体系斜截面布点配样，密封于塑料管中，在298.15K的恒温条件下进行搅拌。五天后调整试样的酸度，调节酸度，使各试样酸度一致。将调节过酸度的各试样封闭，继续恒温搅拌。待平衡后，取样，分析液体与湿渣组成。分析方法如下：以甲基红为指示剂，用标准氢氧化钠溶液滴定试样中盐酸的含量；用邻二氮菲掩蔽Cd2+后,以二甲酚橙为指示剂，六次甲基四胺为缓冲溶液，用标准EDTA溶液滴定试样中的三氯化铽的含量；以二氯荧光黄为指示剂，加稍过量碳酸钙固体中和盐酸，加糊精，用标准硝酸银溶液滴定氯离子；用差减法可求得试样中二氯化镉的含量。 三 结果与讨论1、四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O的溶度图表1为四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在298.15K时的溶度数据及其在底面三角形TbCl3-CdCl2-H2O上的投影数据。图1为相应的溶度图。 由图一知，该体系的溶度曲线由三段构成，分别对应化合物CdCl2·H2O、4CdCl2·TbCl3·14H2O（4:1型）和TbCl3·6H2O。其中4:1 型化合物是固液同成分溶解的化合物，可从体系中直接得到，是未见文献报道表1 四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在298.15K时的溶度数据及其在底面三角形TbCl3-CdCl2-H2O上的投影数据液相（%） 湿固相（%）四面体 三角形 四面体 三角形序号 HCl CdCl2 TbCl3 CdCl2 TbCl3 HCl CdCl2 TbCl3 CdCl2 TbCl3 平衡固相平均酸度 = 7.95%1 8.71 47.62 0 52.16 0 --- --- --- --- --- A 2 8.08 46.94 2.26 51.07 2.46 4.10 69.02 1.13 71.97 1.18 A 3 7.67 46.81 4.48 50.70 4.85 3.89 69.42 2.15 72.23 2.23 A 4 7.82 47.35 5.37 51.37 5.82 6.37 57.29 4.48 61.18 4.78 A+B 5 8.09 45.96 5.97 50.00 6.49 3.95 52.61 13.53 54.77 14.08 B 6 8.14 44.59 6.90 48.54 7.51 3.29 52.77 15.31 54.56 15.82 B 7 8.12 42.33 8.72 46.07 9.49 3.19 51.64 16.17 53.34 16.67 B 8 8.26 39.73 11.02 43.31 12.01 2.82 51.51 17.63 53.00 18.14 B 9 8.23 37.58 13.75 40.95 14.98 2.83 50.79 18.63 52.27 19.17 B 10 7.75 36.39 16.95 39.45 18.37 2.63 50.51 19.73 51.87 20.26 B 11 7.32 35.76 18.49 38.58 19.95 3.23 46.70 19.97 48.26 20.64 B 12 7.08 33.77 21.67 36.34 23.32 4.99 33.38 28.41 35.13 29.90 B+C 13 7.06 33.31 21.83 35.84 23.49 3.71 25.96 38.93 26.96 40.43 B+C 14 7.19 33.49 21.67 36.08 23.35 2.59 17.37 49.19 17.83 50.50 B+C 15 7.61 33.57 20.91 36.33 22.63 2.12 10.57 56.18 10.80 57.40 C 16 8.03 29.34 21.71 31.90 23.60 1.98 7.26 58.71 7.41 59.89 C 17 8.18 23.31 24.45 25.39 26.63 1.44 4.28 62.54 4.34 63.45 C 18 8.25 14.64 27.60 15.96 30.08 1.43 2.68 63.14 2.72 64.05 C 19 8.33 7.95 30.34 8.67 33.10 1.37 1.07 64.26 1.08 65.15 C 20 9.13 0 32.61 0 35.89 --- --- --- --- --- C 双饱点组成（平均值）：E1: CdCl251.37%, TbCl35.82%; E2: CdCl236.08%, TbCl323.39%A:CdCl2·H2O ; B: 4CdCl2·TbCl3·14H2O; C:TbCl3·6H2O图1 四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在三角底面TbCl3-CdCl2-H2O的溶度图的新物相化合物。2、四元体系RECl3-CdCl2-HCl-H2O（RE=La、Ce、Nd、Dy、Tb）间的比较轻稀土元素之间或重稀土元素之间，其相化学行为具有相似性及相异性。如轻稀土元素均有4:1型化合物和9:1型化合物。而重稀土元素有9:2型化合物。本文研究的铽属中稀土元素，其新化合物的类型却为4:1型，说明中稀土元素与轻稀土相比，具有相似性也具有相异性，而与重稀土元素具有相异性。这充分说明稀土元素具有“分组效应”。 四 结论研究了氯化铽与氯化镉在盐酸介质中相关系，绘制了相应的溶度图，在体系中发现和得到了新化合物4CdCl2·TbCl3·14H2O。本文的研究结果为合成新化合物提供了相关系依据。参考文献[1]Wang Hui,DUAN Jin-Xia,TAN Xin-Quan,Study on phase diagram of (cesium chloride+europium trichloride+hydrogen chloride+ water)quaternary system at T=298.15K and the fluorescence spectra of its compounds. J. Chem.Thermodynamics, 2002,34,1495～1506[2]Wang Hui,DUAN Jin-Xia,TAN Xin-Quan,Study on phase diagram of (CsCl-CeCl3-HCl-H2O system and the propertier of the compounds.Chinese Journal of Chemistry,2002，20（9）：904-908[3]Wang Hui,DUAN Jin-Xia,TAN Xin-Quan,Phase equilibrium system of CsCl-YCl3-HCl-H2O at T=298.15K and its compounds.Chinese Journal of chemistry,2004，22（10）：1128-1132[4]乔占平,卓立宏，王惠.三元体系YCl3-CdCl2-H2O和四元体系YCl3-CdCl2-HCl-H2O(298.15K)的相平衡及其固相新化合物的研究[J].无机化学学报，2004，20（8）：929-932[5] 乔占平，卓立宏，王惠.四元体系LaCl3-ZnCl2-HCl(7%)-H2O(298.15K)和三元体系ZnCl2-HCl-H2O(298.15K)相平衡的研究[J].无机化学学报，2003，19（3）：303-306[6] 卓立宏，乔占平，郭应臣，王惠. CeCl3-CdCl2-H2O和CeCl3-CdCl2-HCl-H2O的相平衡.物理化学学报,2005,21(2):128-131Phase Equilibrium of the System TbCl3-CdCl2-HCl-H2O at 298.15KAbstract: The equilibrium solubilities of the quaternary system TbCl3-CdCl2-HCl-H2O was determined at 298.15K and the corresponding equilibrium diagram was constructed.The systems is complicated with one new compounds 4CdCl2· TbCl3·14H2O. Keywords: quanternary system, phase equilibrium, cadmium chloride, terbium chloride

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《不同方法脱除茶叶中咖啡碱的效用比较研究》 国内外茶叶脱咖啡碱方法主要有热水浸提法、有机溶剂萃取法、膜分离法、沉淀法、柱层析法等方法.普遍使用氯仿或者二氯甲烷萃取.但是二者皆有很大的毒性,操作不当可能会有危险. 如果不能用有机溶剂的话,最理想的溶剂就是水了,茶叶中的咖啡碱在热水中的溶解度比其他物质要大,但是需要准确测定提取出了多少咖啡碱. 升华法：咖啡因在120℃以上开始升华,到180℃大量升华,冷却后成针状结晶．利用该性质进行提取．目前国内高校多采用升华法进行教学,控温182～185℃,升华15 min,冷却后得到5～6 mm 长结晶,结晶呈白色针状,即纯咖啡因． 另外比较简单的还有热水浸提法,根据咖啡碱易溶于80℃以上热水的性质,国内外一些研究人员从茶叶初制工艺入手,探讨在茶叶初制过程中采用水浸提法去除咖啡碱的可行性.津志田腾二郎等研究发现,无论是茶鲜叶、蒸青叶还是萎凋叶直接浸入85℃的热水中,大约1min 后,咖啡碱迅速被溶出,溶出率达71% ,浸泡3min 后,咖啡碱的溶出率达83%.而当热水温度为60℃时,从茶鲜叶及蒸青叶中溶出的咖啡碱则很少,说明咖啡碱的溶出受热水温度的制约.吴小崇研究表明,浸提温度从80℃上升到90℃,咖啡碱的浸出率可从60.51% 提高到72.26% ,但5min 以后咖啡碱浸出率的差异不明显. 溶剂提取法：是用极性溶剂从茶叶中浸取,然后把浸取液进行液-液萃取分离,最后浓缩并得到产品.目前工业化生产主要采用此法.产品收率为5% 10%,产品的纯度约为80％～98%,所用有机溶剂如：丙酮、乙醚、甲醇、己烷以及三氯甲烷等.该方法使用多种有机溶剂,生产成本高,有些有毒物质的有机浴剂使产品和操作不尽安全,且易造成环境污染. 离子沉淀法：离子沉淀法是利用金属能够沉淀而使其与咖啡碱分离,如铜盐、铅盐或三氯化铝.该方法使用了对人体有毒的重金属作沉淀剂,影响制品安全. 柱分离制备法：柱分离制备法有凝胶柱,吸附柱和离子交换柱.近年来注重提高纯度的研究,为此以层析柱分离的研究较多,此项技术的关键是柱填充料和淋洗研究表明,采用柱分离制备法纯度可达98.1％,如用凝胶柱分离可高度脱咖啡碱,其残留量仅为0.1%.但柱填充料如吸附型树脂,亲脂凝胶等非常昂贵,且淋洗时要用多种,大量有机溶剂,显然对工业化生产是不合宜的. 膜法提取技术：茶汁中加入0.01%左右果胶酶,在50℃下保温4小时,以分解果胶酶,从而可提高超滤时的透过速度.再用截留相对分子质量40000~50000的超滤膜进行分离,约12%茶多酚被截留,而咖啡碱不为膜所截留.透过液再用反渗透进行浓缩.比用蒸馏法的得率高18%以上.浓缩液再进行干燥后可得产品. 综上几种方法,前两种设备需求小,无毒害作用,但产量低,适合教学或实验之用；后三种使用的化学剂对人体有明显的毒害作用,适合工业用生产；膜法提取技术应是未来发展的方向,但还需进一步降低超滤膜的生产成本.