6章-相律与相图(1-8)摘要.pptVIP

第六章 相律与相图 §1 相 律 例1、根据相律： f = K - Φ + 2，求下列平衡体系的独立组分数K、 Φ 、 f 。 例2、已知Na2CO3与H2O能形成三种含水盐。即Na2CO3·H2O 、 Na2CO3·7H2O 和Na2CO3·10H2O 。问： ⑴ 30℃下，与水蒸气平衡共存的含水盐最多可能有几种？ ⑵ -10℃及常压下，与碳酸钠水溶液及冰平衡共存的含水盐最多可能有几种？ §2 单元系相图 水相图分析： 超临界流体(SCF)：p、T 略高于临界点的流体. §3. 二元系的气-液平衡相图 相图利用——蒸馏、精馏分离 §4. 液态部分互溶的二元系 一、溶解度曲线 2. 具有最低临界 溶解温度系统 4 无最高又无最低临界溶解温度系统 5.溶解度受温度影响的讨论 二、偏晶型二元系 §5. 生成简单共晶的二元系 §6. 生成化合物的二元系 盐-盐系：形成稳定化合物 f=k- Φ+ 1 §7. 生成固溶体的二元系 相图分析：f=k- Φ+ 1 相图分析：f=k- Φ+ 1 相图分析：f=k- Φ+ 1  四、杠杆规则 TB* A B g xB→ T TA* l o a b xB(g) xB(l) xB(体) o b a nl ng a：液相点→ xB(l) o：体系点→ xB(体) b ：气相点→xB(g) xB(体)- xB(l) xB(g) - xB(体) 体系点：体系的总组成点 相点：表示相组成和相态的点 4.1 浓度以摩尔分数x表示 TB* A B g wB→ T TA* l o a b wB(g) wB(l) wB(体) o b a Wl Wg a：液相点→ wB(l) o：体系点→ wB(体) b ：气相点→wB(g) wB(体)- wB(l) wB(g) - wB(体) 4.2 浓度以质量百分数w表示 [例] 已知含醋酸30.0%(mol)的水溶液，在101325Pa下 的泡点为102.1℃，又知醋酸18.5%(mol)的醋酸-水混 合气在101325Pa下的露点为102.1℃。将1.00kg含醋酸 20.0%(mol)的水溶液在101325Pa下加热到102.1℃，问 平衡时，气、液两相各为若干克？ 解： xB(体)= 0.200， xB(g)= 0.185， xB(l)= 0.300 醋酸的摩尔质量为60g·mol-1,水的摩尔质量为18g·mol-1， (解法1) 1mol体系质量：0.2×60 + 0.8×18=26.4g·mol-1 1.00kg溶液体系为 1000/26.4 = 37.88mol = nl + ng o b a ng nl 1mol液相质量：0.3×60 + 0.7×18=30.6g·mol-1 1mol气相质量：0.185×60 + 0.815×18=25.77g·mol-1 所以,平衡时液相质量：4.941×30.6 = 151.2g 气相质量：32.94×25.77 = 848.8g (解法2) 将摩尔分数化为质量百分数： wB(体)= (0.2×60/26.4) ×100% = 45.45% wB(l) = (0.3×60/30.6) ×100% = 58.82% wB(g) = (0.185×60/25.77) ×100% = 43.07% 液态分层，两组元只在一定的浓度范围内互溶。 相图绘制方法： 一是在恒温下，改变两组元的配比，测定溶解度 二是恒定组成，改变温度，测定溶解度 分层的液体为不同的相：一相是另一相物质的饱 和溶液，共轭溶液(conjugate solutions)。 f* = 2-2+1=1，饱和溶液组成只是温度的函数。 温度—组成图→溶解度曲线 1. 具有最高临界溶解温度系统 H2O C6H5NH2 20 40 60 80 373 433 493 B D H 313 T/K w%→ DB线：苯胺在水中的溶 解度曲线； HB线：水在苯胺中的溶 解度曲线； B点：会溶点 3. 同时具有最高和最低 临界溶解温度系统 1、溶解度随温度升高而增大——熵效应(热效应较小) 2、溶解度随温度升高而降低——氢键作用 若溶解后形成氢键，则有利于溶解。而氢键的强弱(或稳定性)随温度的升高而降低，导致溶解度降低。 且T 升高时，⊿G下降更多，进而使溶解度增大。 E G H F M N Bi Zn F：偏晶点 (三相点) MFN：偏晶线(三相线) 偏晶(单转)反应： 三相平衡 l(F) === l(M) + s(N