基础化学 单组分和二组分系统相 单组分和二组分系统相图.pptVIP

2. 杠杆规则应用 设nA摩尔的A与nB摩尔的B混合后，A的摩尔分数为xA。当温度为T1时，物系点的位置在M点，落在气—液两相平衡的棱形区中，两相的组成分别为xL和xG。在气-液两相中，A、B的总物质量分别为x气和x液。就组分A来说，它存在于气—液两相之中，即 在梭形区中气-液两相平衡，两相的组成可分别由水平线(LG)的两端读出。 五、杠杆规则 图中LG比作一个以M点为支点的杠杆，液相的物质的量乘以LM，等于气相的物质的量乘以MG。这个关系就叫做杠杆规则。 对于液—气、液—固、液—液、固—固的两项平衡区，杠杆规则都可以使用。如果作图时横坐标用质量分数，可以证明杠杆规则仍然可以适用，只是上式中气、液两相的量改用质量而不用物质的量。 五、杠杆规则 六、 二组分非理想溶液 的气-液平衡相图 经常遇到的实际体系绝大多数是非理想溶液，它们的行为与拉乌尔定律有一定的偏差。 非理想体系产生偏差的原因 (1) 若组分A原为缔合分子，在组成溶液后发生离解或缔合度减小，溶液中A分子的数目增加蒸气压增大，因而产生正偏差。发生离解时常吸收热量，所以形成这类溶液时常伴有温度降低和体积增加的效应。 (2) 如果两个组分混合后，生化合物，溶液中A、B的分子数都要减少，其蒸气压要比用拉乌尔定律计算为小，因而发生负偏差。在生成化合物时常有热量放出，所以一般说来，形成这类溶液时常伴有温度升高和体积缩小的效应。 对于二组分体系，根据正负偏差的相对大小，通常可分为四种类型： 一般正偏差 最大正偏差 一般负偏差 最大负偏差 (3) 由于各组分的引力不同，如B—A间的引力小于A—A或B—B间的引力，则把B分子掺入后就会减少A分子或B分子所受到的引力，A和B都变得容易逸出，所以A或B分子的蒸气压都产生正偏差。 六、 二组分非理想溶液 的气-液平衡相图 (1) 一般正偏差 苯-丙酮体系相图 甲醇-氯仿体系相图 (2) 最大正偏差 有极值点 比较 六、 二组分非理想溶液 的气-液平衡相图 (3) 一般负偏差 氯仿-乙醚体系相图 氯仿-丙酮体系相图 (4) 最大负偏差 有极值点 比较 六、 二组分非理想溶液 的气-液平衡相图 A B E 六、 二组分非理想溶液 的气-液平衡相图 在压力-组成图(或温度-组成图)中的最高点或最低点上，液相和气相的组成相同。 具有最大负偏差的p-x相图 具有最大正偏差的p-x相图 A, B点： 线：F*=2–2+1=1 面：F *=2–1+1=2 F* =1–2+1= 0 K = 1 甲醇-氯仿体系 p-x相图 A B E E点： F * =1–2+1= 0 K = 2-1 = 1 六、 二组分非理想溶液 的气-液平衡相图 压力-组成(p-x)图 温度-组成(t-x)图 通常蒸馏或精馏都是在恒定的压力下进行的，所以表示双液系沸点和组成关系的图形(T-x图)对讨论蒸馏更为有用。 当溶液的蒸气压等于外压时，溶液开始沸腾。此时的温度即为该溶液的沸点。显然蒸气压越高的溶液，其沸点越低，反之，蒸气压越低的溶液，其沸点越高。所以在压力-组成(p-x)图上的最高点则在温度-组成(t-x)图为最低点；压力-组成(p-x)图上的最低点则在温度-组成(t-x)图为最高点。 六、 二组分非理想溶液 的气-液平衡相图 具有最大正偏差的t-x相图 有一最低点。此时液相线和气相线会于一点，液相和气相组成相同。 最低恒沸点： 液态混合物沸腾时的最低温度。 最低恒沸点时成为的混合物。 最低恒沸混合物: 甲醇-氯仿体系 t-x相图 六、 二组分非理想溶液 的气-液平衡相图 有最大负偏差的t-x相图 有一最高点。此时液相线和气相线会于一点，液相和气相组成相同。 最高恒沸点： 液态混合物沸腾时的最高温度。 最高恒沸点时成为的混合物。 最高恒沸混合物: 氯仿-丙酮体系 t-x相图 六、 二组分非理想溶液 的气-液平衡相图 蒸馏(或精馏)原理 取组成为x的混合物从精馏塔的半高处加入，这时温度为 ，物系点为O，对应的液、气相组成分别为 和 。 组成为 的气相在塔中上升，温度降为 ，有部分组成为 的液体凝聚，气相组成则变成 ，其中B的量含增加。 组成为 的气体在塔中继续上升，温度降为 ，如此继续，到塔顶，温度为纯B的沸点，蒸气冷凝物几乎是纯B。 七、精馏原理 具有最大正偏差双液系图蒸馏(或精馏)： x1 七、精馏原理 溶液浓度在0~x1之间，则分馏的结果可以得到纯A(釜液)和恒沸混合物x1(馏分) ，若原先溶液的浓度介于x1~1之间，则