物理化学第六章课件.pptVIP

第六章 相平衡 第六章 相平衡 第六章 相平衡 本章小结 （2）气相组成位于两液相组成的同一侧的系统 三相平衡时： 气相点位于三相线一端 §6.6 二组分液态部分互溶及完全不互溶系统的气–液平衡相图 4．完全不互溶系统的温度–组成图 当两种液体的性质相差极大时，它们之间的溶解度非常小，可以认为这两种液体不互溶 水和大多数有机液体 §6.6 二组分液态部分互溶及完全不互溶系统的气–液平衡相图 二组分液态完全不互溶系统，在一定温度T下，此类系统的总压 共沸温度t共： p总＝p外时温度 例如P＝101.325KPa时 在相同外压下，两液体的共沸温度低于两纯液体 的各自沸点。 4．完全不互溶系统的温度–组成图 应用：水蒸气蒸馏——不溶于水的高沸点的液体和水一起蒸馏，使两液体在低于水的沸点下共沸，以保证高沸点液体不致因温度过高而分解，达到提纯的目的。 §6.6 二组分液态部分互溶及完全不互溶系统的气–液平衡相图 二 组 分 体 系 相 图 气-液平衡 固-液平衡 固相完全不互溶 固相完全互溶 固相部分互溶 理想液态混合物 真实液态混合物 一般正偏差 最大正偏差 一般负偏差 最大负偏差 液相完全互溶 液相部分互溶 液相完全不互溶 二组分系统相图 t–x 图 相律形式：F=C-P+1 §6.7 二组分固态不互溶系统液–固平衡相图 1. 相图的分析 二组分固态完全不互溶、液态完全互溶系统的液-固平衡相图 类似于二组分液态完全不互溶系统的气-液平衡相图 §6.7 二组分固态不互溶系统液–固平衡相图 1. 相图的分析 区 PLQ以上： 液相区 S1AS2B内：固-固两相区, A(s)+B(s) PS1L内：固-液两相区，l+A(s) QLS2内：固-液两相区， l+B(s) §6.7 二组分固态不互溶系统液–固平衡相图 P：组分A的凝固点 Q：组分B的凝固点 PL：A的凝固点降低曲线(固体A的溶解度曲线) QL ：B的凝固点降低曲线(固体B的溶解度曲线) S1LS2：三相线 三相线对应的温度——低共熔点 点 线 对应L点组成的混合物称为低共熔混合物 a→e降温过程分析： 刚离开：A(s)+B(s) （l消失） a点：液态 d点 刚到达：A (s)+l(L) e点 A(s)、B(s)两相的量不变，降温过程 A(s) 、l两相量均变；l相组成改变 b点：开始析出A(s) 注：两相区内两相的量符合杠杆规则。 §6.7 二组分固态不互溶系统液–固平衡相图 单一液相降温过程 F=2-3+1=0 F=2-2+1=1 §6.7 二组分固态不互溶系统液–固平衡相图 2. 热分析法： 凝聚系统相图是由实验绘制的，根据实验方法的不同可分为热分析法和溶解度法等。 热分析法是绘制相图常用的基本方法。 其原理是根据：先让样品加热变成液态，然后令其均匀缓慢冷却，记录系统在冷却过程中不同时刻的温度数据。之后以温度为纵坐标，时间为横坐标，绘制温度-时间曲线，即步冷曲线。 通过步冷曲线来判断系统中是否发生了相变化。 以 Bi（A）－Cd（B）系统为例来说明Bi–Cd系统的步冷曲线及相图 2. 热分析法：Bi–Cd系统的步冷曲线及相图 冷却曲线 拐点：发生相变, F = 1 平台：纯物质两相平衡或二组分三相平衡, F = 0 §6.7 二组分固态不互溶系统液–固平衡相图 3. 溶解度法： H2O –(NH4)2SO4系统的相图 §6.7 二组分固态不互溶系统液–固平衡相图 水-盐类系统的相图 ●状态为L点的溶液在冷却时析出 低共熔混合物 此低共熔混合物又称低熔冰盐合晶。 ●P点是H2O的凝固点。 ●PL是水的凝固点下降曲线。 ●LQ是 (NH4)2SO4 的溶解度曲线。 ●Q点是在P＝101.325KPa下 (NH4)2SO4 饱和液可能存在的最高温度。 3. 溶解度法： H2O –(NH4)2SO4系统的相图 应用：结晶分离盐类。 (NH4)2SO4质量分数大于39.75％时才能通过降温获得(NH4)2SO4晶体。 §6.7 二组分固态不互溶系统液–固平衡相图 例如：欲从含(NH4)2SO4 30％的溶液中获得纯(NH4)2SO4晶体如何操作？ 二 组 分 体 系 相 图 气-液平衡 固-液平衡 固相完全不互溶 固相完全互溶 固相部分互溶 理想液态混合物 真实液态混合物 一般正偏差 最大正偏差 一般负偏差 最大负偏差 液相完全互溶 液相部分互溶 液相完全不互溶 二组分系统相图 低共熔点 不稳定化合物 稳定化合物 §6.8 生成化合物的二组分凝聚系统相图 (1)若两种物质之间能发生反应生成化合物（第三种物质） 系统的组分数：