第03章 相平衡幻灯片.pptVIP

第三章 相平衡 本章要求 3.1.1 基本概念 3.2 单组分体系 单组分体系 C = l， f = C – P + 2 = 3 - P P = 3，f = 0，无变量体系，如水的三相点。 P = 2，f = 1，单变量体系，如水的两相平衡。 P = l ，f = 2，双变量体系，如液态水 3.2.1 Clausius-Clapeyron方程 定T, p下，纯物质 相（α）======相（β） 有： μα(T,p) = μβ(T,p) 当T+dT，p+dp后，达到新的平衡态，即 μα + dμα =μβ + dμβ 则 dμα = dμβ 对于纯物质dμ= dGm，且 dGm = -SmdT + Vmdp 则 -SαmdT + Vαmdp = -SβmdT + Vβmdp 移项整理得 dp/dT = (Sβm - Sαm)/( Vβm-Vαm) = △Sm/△Vm Clausius-Clapeyron方程 不定积分，可得 lnp/p0 = -△Hm/RT + C 可用实验数据绘制lnp/p0～1/T曲线，由斜率-△Hm/R求相变热△Hm 。 (实验一) 超临界流体萃取 从咖啡豆萃取咖啡因 茶叶中脱除茶碱 烟草中脱除尼古丁 辣椒中提取辣椒色素 一、选择题 1.相律适用于———— A.封闭体系 B.敞开体系 C.非平衡敞开体系 D.已达平衡的多相敞开体系。 2.克-克方程可适用于—————— A.I2 (s) ==== I2 (g) B.C(石墨)====C(金刚石) C. I2 (g,T1) ==== I2 (g,T2) D. I2 (s) ==== I2 (l) 1. 在一个给定的体系中，物种数可以因分析问题的 角度不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。 2. 自由度就是可以独立变化的变量。 3. 对于二元互溶液系，通过精馏方法总可以得到两 个纯组分。 若将新鲜蔬菜放入容器中，使其中的冰升华为水蒸气来使之干燥，则容器中的T、p应满足（ ） A. T ? 273.16K，p ? 611Pa B. T ? 273.16K，p ? 611Pa C. T ? 273.16K，p ? 611Pa D. T ? 273.16K，p ? 611Pa T/K p/ pθ 5.2 1 二氧化碳的相图 72.8 ? O C A B ? ? 216 195 ≈ 304 …… C = 2, f = 2 –P +2 = 4 –P Pmin=1 fmax= 3 fmin= 0 Pmax= 4 描述二组分最多需要三个独立变量(T，p，xi) 实际中，采用平面图： 固定T →作 p- xi (蒸气压-组成)图 固定p →作 T- xi (沸点-组成)图 3.3 二组分双液体系 A B TA* TB* pB* 液 液 气 xA T p pA* 3.3.1 理想完全互溶双液系 p xB A A B xB Tb p - xB图 Tb - xB图 A: 甲苯 B: 苯 蒸气压小 蒸气压大 不易挥发 易挥发 A:甲苯 B: 苯 沸点高 沸点低 110.6 ℃ 80.1 ℃ B g l 普通蒸馏 馏出液 l g p –x 图及T-x图 分(精)馏——重复多次的部分蒸发与部分冷凝 3.3.2 非理想完全互溶双液系 正偏差很大 ( 实验结果 ) 负偏差很大 p - xB图 p - xB图 Tb - xB图 Tb - xB图 Tbmin Tbmax p max p min H2O —— C2H5OH 纯组分 100 ℃ 78.5 ℃ 最低恒沸物 78.15 ℃, 95.57% H2O —— HNO3 纯组分 100 ℃ 83.0 ℃ 最高恒沸物 120.5 ℃, 68% 市售分析纯乙醇 浓度 通过吸附等方法除去 3.NaHCO3(s)在真空容器中部分分解为Na2CO3（s）, H2O(g)和CO2(g)，处