大学化学相平衡PPT.ppt

第五章 相平衡;相平衡;相平衡研究方法;目 录;5.1 相律;（2）物种数S和（独立）组分数C;物种数S =3。 ;组分数C和物种数S之间的关系;【例】NaCl的水溶液，独立组分数C=？;【例】 系统中有 H2O(g)、C(s)、CO(g)、CO2(g)和H2(g)等五种物质，独立组分数是多少？;（3） 自由度;（3） 自由度;5.1.2 相律及其推导;非独立变量数;f = ?S +2 – [? + (? – 1)S+R+R?];相律;当影响系统平衡的外部可变因素只有温度时 （压力指定）：;系统最多只能是三相平衡共存，现已有碳酸钠水溶液和冰两个相，所以与其共存的含水盐只能有一种。;回 顾;5.2 单组分系统;5.2.1克拉贝龙方程式 ;1. 克拉贝龙方程式 ;2） 克拉贝龙方程的推导;积分式：;4）克拉贝龙方程的一般形式;【例】0 oC时冰的摩尔熔化焓为6003 J/mol，在此温度下，冰和水的摩尔体积分别为1.963?10-2 dm3/mol和1.800 ?10-2 dm3/mol。求压力对熔点的影响。;2 克劳修斯-克拉贝龙方程（克-克方程）;对克-克方程的说明;克-克方程的积分式;克-克方程的积分式;【例】 水在101.325kPa下沸点为100℃，摩尔蒸发焓为40.64kJ.mol-1，计算（1）水在90℃时的饱和蒸气压。（2）大气压力为90kPa时，水的沸点是多少摄氏度？;大气压力为90kPa时，水的沸点是96.65℃。;5.2.2 水的相图 ;相图;单组分体系的相数与自由度;水的相图是通过实验数据来绘制的;1）绘制气液平衡线（OA、OD）;2）绘制固液平衡线（OC）;3）绘制固气平衡线（OB）;水的相图的说明-(1);水的相图的说明-(2);水的相图的说明-(3);对两相平衡线（OA, OB和OC）的补充说明;水的相图的说明-(4);三相点与冰点的区别;三相点与冰点的区别;压力改变时相态的变化;温度改变时相态的变化;5.2.3 硫的相图 ;硫的相图;硫的相图;CO：过冷液态硫的蒸气压曲线。 BO：过热正交硫的蒸气压曲线。 OE：过热正交硫的熔点随压力变化曲线。 有四个三相点： B：正交、单斜、气态硫平衡。 C：单斜、液态、气态硫平衡。 E：单斜、正交、液态硫平衡。 O：正交、液态、气态亚稳平衡;① 读懂点、线、区间的含义;回 顾;5.3 二组分液—气和液—液系统;二组分系统，C=2，相律：;5.3.1 二组分理想溶液的液—气平衡;1. 二组分理想溶液的压力-组成相图;A;二 、气相线（p-yB线）;液相线的上方，压力大于溶液的饱和蒸气压，气相不能稳定存在，是单一的液相区，F=1， f*= 3-F=2;系统点:表示系统组成的点称为系统点。如图中的M点，它表示整个系统中B的摩尔分数xM。;（3）压力变化时相态的变化;（4）杠杆规则;补充知识：力学常见的杠杆原理;2 二组分理想溶液的温度-组成相图;由p-xB线求T-xB线;A;A;【例】 如图所示，系统点处于C的1mol溶液，计算气液平衡时两相物质的量。;（2）压力组成图和温度组成图的对比;（3）蒸馏; 接收 间的馏出物，组成在y1与y2之间，剩余液相组成为x2。馏出物中B含量会显著增加，剩余液体中A组分会增多。这样，将A与B粗略分开。;（3）精馏;塔底：;5.3.2完全互溶的实际溶液的液-气平衡;xB; 2.具有一般负偏差的系统; 3.具有最大正偏差的系统; 3.具有最大正偏差的系统;常见的恒沸物-1;4.具有最大负偏差的系统;二、对于温度-组成相图;常见的恒沸物-2;对具有恒沸点双液系的一点说明;具有恒沸点的二组分系统的精馏;对于水和乙醇二元混合物精馏时，系统点在恒沸点以左，得到纯水和恒沸物。系统点在恒沸点以右，得到纯乙醇和恒沸物。;回 顾; 当两种液体的性质差别比较大时，它们的混合物仅在一定的温度和组成范围内完全互溶；在其它情况只是部分互溶，形成两个液相。这就是部分互溶的双液系。;5.3.3 部分互溶的液—液系统;b）在一定温度下，将少量水加入苯胺中，此时苯胺和水完全互溶，只有一相；继续往苯胺中加水，在浓度超过一定数值后，就不再溶解，此时出现两个液层，均是部分互溶的饱和溶液，即（1）上层为苯胺在水中的饱和溶液，称为水层；（2）下层为水在苯胺中的饱和溶液，称为苯胺层。;1. 部分互溶的液—液系统相图;具有最高临界温度的部分互溶双液系;高会溶点;二组分液态部分互溶系统的相互溶解图-加热过程;具有低会溶点系统和同时具有高、低会溶点系统(了解）;不具有临界温度的部分互溶的双液系（了解）;2.部分互溶双液系的液-液-气三相平衡相图;区：3个单相区；3个两相区;考虑对系统恒压加热;5.3.4 完全不互溶