南大物理化学PPT课件第五章 相律和多相平衡392页.pptVIP

课件 * §5.4.7 有化合物生成的体系 一、稳定化合物生成的体系 1. 稳定化合物 — “相合熔点” 化合物 如果体系中两个纯组分之间可以形成一稳定化合物（例如 CuCl 和 FeCl3 能形成一化合物 CuCl·FeCl3。） 则其温度-组成图的形式较前述简单低共熔混合体系复杂些。 课件 * 这里所谓的稳定化合物系指该化合物熔化时，所形成的液相与固体化合物有相 同的组成，也即该化合物稳定，当升温到其熔点时，不会分解或转化。 我们称此化合物为具有“相合熔点”的化合物。此“相合熔点”意指化合物熔化时液相组成与固相组成相同。 课件 * 2. 相图 1）CuCl-FeCl3 体系 虽然比较复杂，但可看作是由两个简单低共熔点的相图拼合而成： 课件 * 左侧是化合物 AB 和 A 之间有一简单低共熔混合物 E1； 右侧是化合物 AB 和 B 之间有一简单共熔混合物 E2。 课件 * 在两个低共熔点 E1 和 E2 之间有一极大点 C，在 C 点溶液的组成与化合物 AB 组成相同，故 C 点温度即为化合物 AB 的 “相合熔点”。 课件 * 其步冷曲线的形式与纯物质相同，温度到达C点时将出现一水平线段。其他情形均与前述简单低共熔点的体系相同。 应注意在C点时，二组分体系实际上可看作单组分体系，在此组成的溶液冷却时， 课件 * 2）H2O-Mn(NO3)2体系： 有时在两个组分之间形成不止一个稳定化合物，特别在水-盐体系中。 例如，H2O -Mn (NO3)2 体系的相图。利用这类相图，可以看出欲生成某种水合物时的合理步骤。 课件 * 课件 * 例如，要制备 Mn(NO3)2·6H2O，由图示，必须使 Mn (NO3)2 的水溶液浓度在 E1 和 E2 之间，即 Mn(NO3)2 的浓度必须在 40.5% ? 64.5% 之间。 课件 * 溶液的浓度愈接近 D 点，则将此溶液冷却时所得 6 水合硝酸锰的结晶也就愈多。 课件 * 由图还可以看出冷却液的条件，当溶液浓度稍小于BW6时，则溶液温度最低可冷到?36?C，此时除BW6之外没有其他物析出； 课件 * 但当溶液浓度稍大于BW6 时，则溶液的温度不可能冷却到23.5?C以下，且析出的固体既有Mn(NO3)2·6H2O，亦有Mn(NO3)2·3H2O。 课件 * 二、不稳定化合物生成的体系 1. 不稳定化合物 — “不相合熔点”化合物 如果体系中两个纯组分之间形成一不稳定化合物，将此化合物加热时，在其 熔点以下就会分解为一个新固相和一个组成与此化合物不同的溶液相。 课件 * 正因为溶解所形成的溶液的组成与化合物的组成不同，故我们称此类不稳定化 合物为具有“不相合熔点”的化合物，这种分解反应称为 “转熔反应”。 转熔反应可表示为： C2 ?? C1 + S C2 为所形成的不稳定化合物； C1为分解反应所生成的新固相； 课件 * C1可以是纯组分，也可以是“化合物” ； S 为分解反应所生成的溶液。 这种转熔反应是可逆反应，加热时反应自左向右移动，冷却时反应就逆向进行。 根据相律： f * = C ? ? +1 = 2 ? 3 +1 = 0 C2 ?? C1 + S 课件 * 即发生此反应时，自由度为零。所以体系的温度和各相组成都不能变化。 在步冷曲线上此时应出现一水平线段。K 和 Na 的体系即为能生成不稳定化合物的例子。 C2 ?? C1 + S f * = C ? ? + 1 = 2 ? 3 + 1 = 0 课件 * 2. K-Na体系相图 课件 * Na 和 K 形成一化合物 Na2K，此化合物加热到7?C 即分解为纯 Na 和组成为 S 的溶液，按杠杆规则，其互比量应为： 课件 * 课件 * MS 曲线是溶液和固体 Na 的两相平衡线； SE 曲线是溶液和固体 Na2K 的两相平衡线； EN 曲线是溶液和固体 K 的平衡线； 课件 * E 是 Na2K 和 K 的最低共熔点。 S 点称为化合物 Na2K 的 “不相合熔点”（即 S 和 G 不相合） 课件 * 由于 S 点是 MS 线 SE 线的交点，因此，S 点所代表的溶液同时与 Na2K 和 Na 成平衡，即在 7?C 时： Na2K ?? Na + 溶液(S) 课件 * 4）LaE 和 MEb 区域内，在 EL 或 EM 曲线上经任何一点作一平行于底边的直线，即为 “结线”。 课件 * 在此线的两端即为相互平衡的两个相，体系的总组成在此线上的任何一点时，则体系中两个相的互比量应遵守杠杆规则。 课件 * 有 60g 固体 (NH4)2SO4 和