精品物种数与组分数.ppt

第六章 相平衡 §6.1 相律;解：;2、自由度数F 确定平衡体系的状态所必须的独立变量的数目 3、相律的推导;3、相律的推导 相律：只受温度和压力影响的平衡系统的自由度数，等于系统的组分数 减去相数再加上二。;解：;（2）因为温度已固定为30℃ F = C－P + 1 当F=0 时， 平衡相数P最多 0= 2－P+1 P=3;1、组成用组分的B的质量分数WB或摩尔分数表示 整个系统的组成WB，质量为m a 相的组成为WB（α），质量为m（α） β相的组成为WB（β），质量为m（β） 组分B在系统中的质量： mB = mWB = mB（α）+ mB（β） = m（α）WB（α）+ m（β）WB（β） m = m（α）+ m（β） [m（α）+ m（β）] WB = m（α）WB（α）+ m（β）WB（β） 整理得：m（α）[WB －WB（α）] = m（β）[WB（β）－WB];2、组成用组分的B的摩尔分数xB表示;;;; §6.3 单组分系统相图 对于单组分系统：C=1，据相律 F＝C－P十2 ＝3一P ◆一般情况下F=0（最小），P=3相（最大） 单组分系统最多三相共存 ◆一般情况下P=1（最小）F=2 即单组分系统是双变量系统，即温度和压力 1、水相平衡实验数据;从表中的实验数据可以看出： ①水与水蒸气平衡，蒸气压力随温度升高而增大； ②冰与水蒸气平衡，蒸气压力随温度升高而增大； ③冰与水平衡，压力增加，冰的熔点降低； ④在0．01℃和610 Pa下，冰、水和水蒸气同时共存，呈三相平衡状态。 ;说明：★独立限制条件数只有在同一相中才能起作用 ★独立的化学平衡数：指物质间构成的化学平衡是相互独立的 ;▲面（三个单相区） 在气、液、固三个单相区内，温度和压力独立地有限度地变化不会引起相的改变。;★三相点是物质自身的特性，不能加以 改变，如H2O的三相点;解：（1）根据相图，当温度为25℃液一气平衡时，压力应为67大气压，在25℃时最小需要67大气压才能使CO2液化。 （2）CO2的三相点压力为5.11大气压，当外压小于5.11大气压时液相就不能???定存在。当打开阀门时，由于压力迅速降到及大气压，液相不能稳定存在，大量气化需吸收热量，使周围温度迅速降低，在相图上该系统有可能进入固相区，而出现固体CO2，即干冰。;;对于二组分体系，C=2 F=2－P+2=4－P P至少为1，则 F 最多为3。 这三个变量通常是T，p 和组成 x。要表示二组分体系状态图，需用三个坐标的立体图表示。 保持一个变量为常量，从立体图上得到平面截面图。; 例：下图为A－B二组分气液平衡的压力一组成图。假定溶液的浓度为XB =0.4，试根据相图计算：;说明：★独立限制条件数只有在同一相中才能起作用 ★独立的化学平衡数：指物质间构成的化学平衡是相互独立的 ;在T-x图上，气相线在上，液相线在下，上面是气相区，下面是液相区，梭形区是气-液两相区。; §6．5 二组分真实液态混合物的气一液平衡相图 1．蒸气压一液相组成图 具有一般正偏差的系统：蒸气总压对理想情况为正偏差，但在全部组成范围内，混合物的蒸气总压均介于两个纯组分的饱和蒸气压之间。;具有最大正偏差的系统：蒸气总压对理想情况为正偏差，但在某一组成范围内，混合物的蒸气总压比易挥发组分的饱和蒸气压还大，因而蒸气总压出现最大值。;产生正、负偏差的原因:;2．压力一组成图[1]一般正偏差和一般负偏差 在一定温度下的压力—组成图与理想系统的相似。主要的差别是液相线不是直线，而是略向上凸和下凹的曲线。; 此类系统的液相线和气相线在最高点处相切。 在最高点左侧，易挥发组分在气相中的含量大于它在液相中的含量。 在右侧，易