第六章相平衡资料.ppt

曲线积分与曲面积分 物理化学核心教程电子教案 教学目标 1.了解相律的推导过程，熟练掌握相律在相图中的应用； 2.掌握相、组分数和自由度等相平衡中的基本概念； 3.理解相图中各相区、线和特殊点所代表的意义，了解其自由度的变化情况； 4.掌握如何利用相图进行有机物的分离提纯； 5.了解完全互溶、部分互溶和完全不互溶相图的特点； 6.了解二组份低共溶相图和水盐相图在冶金、分离、提纯等方面的应用； 第6章 相平衡 6.1 相律 多相系统平衡的一般条件 相律及其应用 2.两相平衡时温度与压力的关系 单组分体系相图 4、水的相图 三相点与冰点的区别 三相点与冰点的区别 超临界状态 二组分系统的相图及应用 一. 理想的完全互溶双液系相图 理想的完全互溶双液系 3、杠杆规则（Lever rule） 二. 非理想的完全互溶双液系相图 三. 部分互溶双液系相图 四. 完全不溶双液系相图 五、二组分液—固平衡相图 结晶法精制盐类 水-盐冷冻液 （二）、 形成化合物的二组分系统相图 3. 形成部分互溶的固溶体相图 4、液、固相都完全互溶的相图 4、液、固相都完全互溶的相图 二组分系统相图基本特征： 1 单相区：A,B两组分能形成溶液或固溶体的部分。相区内的一点既代表系统的组成和温度；又代表该相的组成和温度。 2 两相区：处于两个单相区或单相线之间。相区内的一点只代表系统的组成和温度；结线两端点代表各相的组成和温度。 3 凡是曲线都是两相平衡线。线上的一点为相点，表示一个平衡相的状态。 4 凡是垂直线都可看成单组分纯物质。如果是稳定化合物： 垂线顶端与曲线相交，为极大点； 若是不稳定化合物：垂线顶端与水平线相交，为“T”形 5 凡是水平线基本上都是“三相线”。三相线上f 0 。冷却时，当物系点通过 两相平衡 曲线时，步冷曲线上出现一转折：当物系点通过三相线时，步冷曲线上出现平台； 三相线的两端点除外 。 二组分相图小结 1 复杂相图是由简单的典型相图“拼凑”而成. 2 几条规律 ① 竖线代表纯物质 包括化合物 ② 水平线代表三相线 一般即为三个交点代表的三相 ③ 垂直方向上相邻的相区相数不同 一般差1 ④ 两相区共存的两相由左右相邻相区确定 例1 相图分析 三组分系统的相图 1. 等边三角形坐标表示法 2. 部分互溶的三组分系统 3. 两盐 固体 一水系统 3. 两盐 固体 一水系统 4.分配定律与萃取 三角形坐标系三组分体系组成表示, 如图: 三个顶点: 表示纯组分 A、B、C; 三条边: 表示二组分系统, 各组分组成用质量分数表示, 每边0～1之间分为10份, 按逆时针方向表示其大小. 三角形内O点的组成: 过O点引各顶角对边的平行线, 其截距为各组分的组成. 即: 显然: 三角形表示三组分体系的组成有以下几个特点: ① 如果有几个三组分系统 如 d、f、g 位于A 对边的平行线上, 则这些系统 A的质量分数相等, 如图 ② 凡通过顶点A的任一直线上的系统 如 h、j、k 其A的含量不同, 组分B、C的浓度比相同. ③ 在通过顶点A的直线上的系统, 取走 或加入 一定量的A, 组分B、C 的浓度比不变, 且沿该直线A的方向 或反向 移动. ④ 如有两个三组分系统q和 p构成新的系统 o, 其物系点o必在qp两点的连线上,其位置由杠杆规则确定. ⑤ 若有三个三组分系统混合成新的系统, 其物系点一定落在由此三个物系点组成的三角形之内, 其位置由两次杠杆规则确定. 关于三组分系统 下面着重讨论两种类型的相图. 如: HAc A -HCCl3 B -H2O 三组分体系 1 有一对液体部分互溶 醋酸 A 和氯仿 B 能无限混溶。 但氯仿和水只能部分互溶。 醋酸 A 和水 C 也能无限混溶。 在它们组成的三组分系统相图上出现一个帽形区，在a和b之间，溶液分为两层。 一层是在醋酸存在下，水在氯仿中的饱和液，如一系列 a 点所示。 另一层是氯仿在水中的饱和液，如一系列 b 点所示 这对溶液称为共轭溶液 在物系点为c的系统中加醋酸，物系点向A移动 由于醋酸在两层中含量不等，所以连结线 不一定与底边平行。 到达 时，对应的两相组成为 和 继续加醋酸，使B，C两组分互溶度增加，连结线缩短，最后缩为一点 组成帽形区的 aOb 曲线称为双结点溶解度曲线或双结线 这时两层溶液界面消失，成单相。 O点称为等温会溶点或褶点 帽形区为两相区, 帽形区外为单相区. 醋酸 由图可见, 若物系c中加入A, 其物系组成沿 c→A方向变化, 但A在两共轭液层中并非等量分配, 其结线通常由实验所作, 一般不平行BC线. 经验指出: 这些结线的延