大学物理化学经典课件5-3-相图【荐】.ppt

物理化学BI—第五章 5.3 二元凝聚系相图 教学基本要求及教学目标 1. 了解二组分相图的绘制。 2. 掌握二组分相图的阅读。包括：明确点、线、区的含义；区分物系点及相点；区分系统的总组成及相组成；会计算相图中各相区的条件自由度；会描述系统条件改变时系统状态的变化情况（例如用步冷曲线表述这种变化）。 3 . 了解二组分相图的应用。 5.3.1二组元在液态下部分互溶类型 例如：H2Ｏ－C6H5ＯH，H2Ｏ－C6H5NH2，H2Ｏ－C4H9ＯH(正丁醇或异丁醇)等系统 。 以H2Ｏ－C6H5ＯH二元系为例。 5.3.1.1 作图（溶解度法） 不同温度下水与酚的互溶度 水-酚二元相图的绘制 5.3.1.2 相图分析 （1）几何结构：点、线、区的含义。 （2）相态变化。 相点与物系点 水-苯酚系统溶解度图 线：（1）溶解度曲线； （2）共轭相相点曲线； （3）相变曲线。 区：帽形区外，溶液为单一液相，帽形区内，溶液分为两相。 5.3.1.3 两相平衡时相量的确定 设：TO时物系点O的质量W，组成为X；相点： A：WA，XA B：WB，XB 杠杆规则 W=WA+WB XW=XAWA+XBWB X（ WA+WB ）=XAWA+XBWB WA（X-XA）=WB（XB-X） 即：WAOA=WBOB 杠杆规则 说明： a）即力学中的杠杆原理：即以物系点为支点，支点两边连结线的长度为力矩，计算液相和气相的物质的量或质量。 b）只适用于两相平衡 X：摩尔分数或质量百分数 W：总摩尔数或总质量 例题 pθ、30℃时，有100g由60%H2O及40%ArOH （质量百分数）所组成的液体混合物，平衡时分成上下两层。ArOH层中含有H2O 30%，H2O 层中含有8%的ArOH，试求两层的质量分别为多少? 5.3.1.4 具有最高会溶温度类型 5.3.1.5具有最低会溶温度类型 5.3.1.6同时具有最高最低会溶温度类型 5.3.1.7不具有会溶温度类型 5.3.2 二组元在液态完全互溶、固态完全不溶 又称简单共晶型 有机化合物体系：苯(A）-萘(B)，联苯(A)-联苯醚(B)，邻硝基苯酚(A)-对硝基苯酚(B)等； 无机盐或金属相图：ＫCl(A)-ＡgCl(B)，Bi(A)-Cd(B)，Sb(A)-Pb(B)，Si(A)-Al(B)等系统。 以Bi-Cd二元系为例。 5.3.2.1 作图（热分析法） 热分析法是绘制熔点—组成图的最常用的实验方法。 原理： 常压Pθ下，将样品加热熔化，再令其自行冷却，记录不同时间t的温度T的变化即T-t步冷曲线。 将两个组分配制成不同的混合物(包括两个纯组分) ，测得一系列步冷曲线，拐点和平台的温度T，标在T-X图上，相点连线——绘制出相图。 具体实验步骤 （1）配料：将二组分按不同比例放在硬质试管中 （2）熔融：将试管放入炉中加热熔融； （3）冷却：将试管拿出，放入保温套中慢慢冷却，同时测定温度与时间的关系，做T-t关系图（叫步冷曲线）。 （4）据步冷曲线画出相图。 配制合金 编号 含Cd /(%w) 1 0 2 20 3 40 4 70 5 100 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 上一内容 下一内容 回主目录 返回 * 窝 头 型 点：在T0时，两层的组成分别为A和B，称为共轭层（conjugate layers），A和B称为共轭相相点。 AB线称为等温连结线（tie line）。 相点 一定温度，压力下代表某一相组成的点称为相点。 物系点 （体系点）一定温度，压力下代表体系总组成的点称为物系点。 在单相区，物系点与相点重合；在两相区，物系点和相点不重合，物系点只表示体系总组成，两个相的组成由对应的相点表示。 点：会溶点D，TD为会溶温度。 D 会溶温度的高低反映了一对液体间的互溶能力，可以用来选择合适的萃取剂。 ---杠杆规则（Lever rule） 由质量守恒原理： 由合比定理得： B点温度称为最高临界会溶温度（critical consolute temperature） 。温度高于 ，水和苯胺可完全互溶。 在 温度（约为291.2