物理化学：第六章 相平衡.pptVIP

精馏原理：将液态混合物同时经多次部分气化和部分冷凝 部分冷凝时气相 部分气化时液相 →易挥发组分纯B →难挥发组分纯A 具有最高(低)恒沸点的二组分系统：精馏后只能得到一个纯组分+恒沸混合物，不能同时得到两个纯组分 §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 1．部分互溶液体的相互溶解度 水(A)—苯酚(B)系统 共轭溶液：两个平衡共存的液层 MC——苯酚在水中的溶解度曲线 NC——水在苯酚中的溶解度曲线 C点——高临界会溶点或高会溶点： 当高于C点温度时，苯酚和水 可以按任意比例完全互溶 具有高会溶点的系统： 常见的还有水—苯胺，正己烷—硝基苯，水—正丁醇等 水—三乙基胺 18℃以下能以任意比例完全互溶 18℃以上却部分互溶 ——具有低临界会溶点或低会溶点系统 水—烟碱 60.8℃以下完全互溶 208℃以上完全互溶 两温度之间部分互溶 ——具有封闭式的溶解度曲线 ——有两溶点：高会溶点(在上)和低会溶点(在下) 苯—硫 163℃以下部分互溶 226℃以上部分互溶 两温度之间完全互溶 ——有两会溶点：低会溶点位于高会溶点的上方 其 它 （1）气相组成介于两液相组成之间的系统 2．部分互溶系统的温度—组成图 水(A)—正丁醇(B)系统 P、Q分别为水和正丁醇沸点 ML1、NL2：相互溶解度曲线 PL1、 QL2 ：气液平衡的液相线 PG、QG：气液平衡的气相线 L1GL2：三相线 相区：分析 三相线对应的温度－共沸温度 F = C–P+1=2–3+1=0 三相线 水(A)—正丁醇(B)系统 （组成不变、量变） a→d加热过程分析： 刚离开：l1 + g （l2消失） a点：两共轭液相（量、组成） b点 刚到达：l1 + l2 c点： d点 液相消失 气相升温 l1、g两相的量及组成均变 l1、l2两相的量及组成均变 压力足够大时的温度—组成图： p足够大时：泡点会溶点 相图分为两部分： 上：有最低恒沸点的气－液相图 下：二液体的相互溶解图 压力对液体的相互溶解度曲线影响不大 水(A)—正丁醇(B)系统 （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 3．完全不互溶系统的温度—组成图 二组分完全不互溶 t共 tA* tB* 共沸点t共： p总＝p外时温度 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 二组分系统液-固相图 固态不互溶凝聚系统 生成化合物凝聚系统 固态互溶系统相图 相图 热分析法 溶解度法 稳定化合物 不稳定化合物 完全互溶 部分互溶 有一低共熔点 有一转变温度 t-x图 P、Q分别为A和B的凝固点 PL、 QL ：凝固点降低曲线 S1S2：三相线 三相线对应的温度－低共熔点温度；低共熔混合物 F = C–P+1=2–3+1=0 三相线 §6-7 二组分固态不互溶系统液—固平衡相图 1. 相图的分析 a→e降温过程分析： 刚离开：A(s)+B(s) （l消失） （l组成不变、量变） 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 l相组成及A(s) 、l两相量均变 b点：开始析出A(s) 注：两相区内两相的量符合杠杆规则 2. 热分析法：Bi-Cd系统的冷却曲线及相图 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 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 稳定化合物：有相合熔点 在固相、液相都可存在 例：苯酚(A)－苯胺(B)系统中 A、B分子1:1的化合物C C6H5OH? C6H5NH2 此图可看成由两个简单低共熔混合物相图组合而成 §6-8 生成化合物的二组分凝聚系统相图 1．生成稳定化合物系统 苯酚(A)—苯胺(B)系统 具有多种稳定化合物： 系统 生成三个化合物 系统 2．生成不稳定化合物系统 不稳定化合物，只能在固态时存在 三相线 系统相图 不稳定化合物 二水合氯化钠 在熔化时分解 §6-9 二组分固态互溶系统液—固平衡相图 A和B在固态以分子(原子、离子)混合 条件：A和B大小相近，晶格类似 Sb ? Bi 系 统 液相线 固相线 Au–Ag , Co–Ni Au–Pt, AgCl–NaCl 1．固态完全互溶系统 有些系统具有最低(高)熔点： 具有最低熔点的