必威体育精装版物理化学课件(天大第五版)06-03.ppt

1-44 两组分系统气－液平衡相图 * * 二组分理想液态混合物的气－液平衡相图 压力－组成图 温度－组成图 (1)气液相区的位置不同 (2)最高点与最低点 (3)各相区的稳定相态与自由度 (4)杠杆规则。 上次课主要内容 气相线 液相线 l l+g g l l+g g 2、二组分真实液态混合物的气－液平衡相图 一般正负偏差: xB p 0 A 1 B l g t=const. 液相线 气相线 0.0 1.0 p = const. t g l tA tB l+g B A 最大正偏差系统 t ＝35 °C l g g+l g+l 0A 1.0 B xB p/kPa p = 53.33kPa g g+l g+l l 0 A 1.0B xB t /°C 最大负偏差系统 g t ＝ 55.1°C l g+l 0A 1.0 B xB p/ kPa p=101.325kPa g+l g l t/°C 0.0A 1.0 B xB §6.5 精馏原理 1.简单蒸馏原理 精馏原理：气液平衡时气相组成与液相组成不同 g l 将液态混合物同时经多次部分气化和部分冷凝而使之分离的操作称为精馏 2.精馏原理 t1 L3 G3 M1 M2 M3 G2 G1 L1 L2 A B t/℃ a G2′ L2′ t0 p=const. g l x0 x1 x2 x3 y1 y2 y3 M2′ t2 精馏塔 在精馏塔中，部分气化与部分冷凝同时连续进行，即可将 A、B分开 从相图看精馏分离的难易 易挥发组分从塔顶出来；不易 挥发组分从塔釜出来。 塔底：纯A 或纯B 塔顶：恒沸混合物 塔底：恒沸混合物 塔顶：纯A 或纯B 对于最大正负偏差系统 相图掌握： 点、线、面意义，自由度分析 相变过程在图上的表示 各个状态之间量的关系——杠杆规则 例：20℃时纯甲苯的饱和蒸气压是2.97kPa，纯苯的饱和蒸气压是9.96kPa。现将4mol甲苯(B)和1mol苯(A)组成的理想液态混合物放在一个有活塞的汽缸中，温度保持在20℃ 。开始时活塞上的压力较大，汽缸内只有液体，随着活塞上的压力逐渐减小，则溶液逐渐气化。 　　(1)求刚出现气相时蒸气的组成及压力； 　　(2)求溶液几乎完全气化时最后一滴溶液的组成及系统的压力； 　　(3)在气化过程中，若液相的组成变为xA=0.100，求此时液相和气相的数量； 　　(4)若测得某组成下，溶液在9.00kPa下的沸点为20℃ ，求该溶液的组成； 　　(5)在20℃下若两组分在气相中的蒸气压相等，则溶液的组成又如何？ A B 20℃ p/kPa pA* pB* y1 x1 y2 x2 yB xo xB 解： (1) (2) (3) (4) (5) §6.6 二组分液态部分互溶及完全不互溶系统气－液平衡相图 1.液体的相互溶解度 D D’相互平衡的两个液层，称为共轭溶液 CK线, C’K线:溶解度随温度的变化曲线 会溶点 结线 水－异丁醇系统 K—高会溶点 曲线以外单相区； 曲线以内两相区 F＝2－2＋1＝1 加热过程中的相变化 三种情况： 水－三乙基胺系统 水－烟碱系统 低会溶点 低会溶点 高会溶点 t/℃ 2.液体部分互溶系统的温度－组成图 (1)气相组成介于两液相组成之间的系统 低压下：液－液平衡线变化不大； 气－液平衡线随压力 降低而下降，且发生变形。 点、线、面 水 异丁醇 a,b点:水和异丁醇的沸点 DHD’ 线:三相平衡线 F=2-3+1=0 D异丁醇在水中的饱和溶液 D’水在异丁醇中的饱和溶液 H饱和蒸气 DC线和D’C’线:两液体 的相互溶解度曲线 aD,bD’:液相线(泡点线) aH,bH:气相线(露点线) d f e g d f e g 杠杆规则只适用于两相平衡 双塔精馏 d f e g h i j k (2)气相组成位于两液相组成同一侧的系统 高压 低压 d f e g h i 3.完全不互溶系统气液平衡相图 p=pA*+pB* 当p=p外时,两液体同时沸腾:共沸点 在同样的外压下，两液体的共沸点低于两纯液体各自的沸点。