第三章双液相图.pptVIP

双液系相图;两组分相图;第三节 双液系相图liqiud-liqiud phase diagram;一. phase diagram of ideal solution: 理想溶液各组分在全部浓度范围内均遵守拉乌尔定律,只要掌握了A,B的饱和蒸汽压数据, 其相图可以计算出来. p－x图： pA= pA*?xA pB= pB*?xB= pB*?(1－xA) p = pA+ pB = pA*?xA + pB*?(1－xA) 体系的总压为： p = pB*+(pA*－pB*)xA (2);A+B, 溶液, T ;XA ;xA;xA;液相线方程: (是一直线) p= pA+ pB= pB*+(pA*－pB*)xA 气相线方程: p= pA+ pB pA/pB=xAg/(1－xAg) =pA*xAl/pB*(1－xAl) xAl =pB*xAg/[xAg(pB*－pA*)+pA*] 代入总压的表达式中: p=pA*pB*/[xAg(pB*－pA*)+pA*] 气相线上的点,如F,有: xAg=xA 得气相线方程: p=pA*pB*/[xA(pB*－pA*)+pA*] ;pB* ;pB* ;pB* ;pB* ;pB* ;xA;x4; 精 馏 原 理; 精 馏 原 理;精馏塔示意图; 理想溶液的T-p-x图;气-液两相共存的梭形面沿 和 两线移动，形成扁圆柱状气-液两相共存区。;二. phase diagram of real solution 严格意义上的理想溶液只是一种理想模型, 实际上的溶液体系多为非理想溶液, 非理想溶液存在多种类型. 1. 完全互溶的双液系: 如果实际溶液的性质偏离理想溶液的程度不大,则其相图与理想溶液的相图相类似. 实际溶液若相对理想溶液有很大偏差,则可能出现最大饱和蒸汽压(定温下)的极点,或最小蒸汽压的极点;若在等压条件下,这类非理想溶液将出现最低恒沸物或最高恒沸物.此类非理想溶液的相图将会出现比较大的变化. 固体物质间达分子水平的混合,这类体系称为固溶体,即固态溶液.完全互溶固溶体的相图类似于双液系相图.;完全互溶双液系的p-x图 (偏离理想溶液程度不大);有较大正偏差的实际溶液相图;有较大正偏差的实际溶液p-x图; 有最低恒沸物的双液系相图; 有最高恒沸物生成的双液系相图; 有恒沸物双液系的精馏;2. 部分互溶双液系: 当A,B的极性相差较大时,相互溶解度较小,在一定浓度范围, 可能出现A,B不完全互溶的现象. 不完全互溶的双液系表观上为两液层. 部分互溶的双液系可分为三种类型: (1) 温度较低时出现分层现象,温度较高时可以 无限互溶; (2) 温度较高时出现分层现象,温度较低时可以 无限互溶; (3) 温度较低和温度较高时均可以完全互溶,体 系只是在某一温度段出现部分互溶的现象.;有最高会溶温度的部分互溶双液系相图;有最低会溶温度的双液系相图;同时具有最高和最低汇溶点的双液系;C;C;3. 完全不互溶的双液系: 严格地讲,不存在完全不互溶的双液系,但有些物质的极性相差很大,相互间的溶解度小到可以忽略不计的程度,此类体系可以近似看作完全不互溶体系. 极性大的物质和非极性的有机化合物常常组成不互溶体系,如:水-苯,水-CCl4等.另外水-汞,水-油之间也形成完全不互溶体系. 设一完全不互溶双液系由A,B组成.体系的总压为: p总=pA+pB pA=pA*xA≈pA* ∵xA→1 pB=pB*xB≈pB* ∵xB→1 p总=pA*+pA* (7) 完全不互溶双液系的总压等于两纯组分饱和蒸汽压之和. 体系的总压必大于任一组分的分压; 体系的沸点必低于任一组分的沸点.;完全不互溶双液系相图 ;水蒸气蒸馏 某些有机化合物高温下不稳定,本身的蒸汽压很低,若用一般蒸馏方法提纯,往往不到沸点化合物就已经分解.此类有机物通常不溶于水,可以用水蒸气蒸馏的方法提纯此类化合物. 向含化合物体系中通入水蒸气,则混合体系为一不互溶双液系,体系体系的沸点将低于水正常沸点,即100℃,冷凝并收集蒸汽,会得到不互溶的双液系,分离出水相,即获得有机化合物. 若有些化合物的分解温度特别低,则在不断抽空的条件下进行水蒸气蒸馏, 由有机化合物的分解温度确定抽空真空度的高低,使体系的沸点降到合适的程度. 真空度愈高,提纯的成本也愈高.;水蒸气;