溶液与相平衡(E)辩析.ppt

* * 第三章 多组分体系热力学 与相平衡 例：20 ℃时纯甲苯(A)的饱和蒸气压是2.97KPa，纯苯(B)的饱和蒸气压是9.96KPa。现将4mol甲苯和1mol苯组成的溶液(设为理想溶液)放在一个有活塞的汽缸中，温度保持在20℃ 。开始时活塞上的压力较大，汽缸内只有液体，随着活塞上的压力逐渐减小，则溶液逐渐气化。 (1)求刚出现气相时蒸气的组成及压力； (2)求溶液几乎完全气化时最后一滴溶液的组成及系统的压力；(3)在气化过程中，若液相的组成变为xB=0.100，求此时液相和气相的数量；(4)若测得某组成下，溶液在9.00kPa下的沸点为20 ℃ ，求该溶液的组成； (5)在20 ℃下若两组分在气相中的蒸气压相等，则溶液的组成又如何？ 解： (1) 刚出现气相时,液相的组成 (2) 溶液几乎完全气化时最后一滴溶液,气相组成为 (3) 0.100 0.2 0.271 V L oork OR (4) 溶液在9.00kPa下的沸点为20 ℃ (5) 7.精馏 精馏原理：气液平衡时气相组成与液相组成不同 塔底：纯A 或纯B 塔顶：恒沸混合物 塔底：恒沸混合物 塔顶：纯A 或纯B 相图掌握： 点、线、面意义，自由度分析 国车过程在图上的表示 各个状态之间量的关系——杠杆规则 凝聚系统 相图类型 液相完全互溶，固相完全互溶 液相完全互溶，固相部分互溶 液相完全互溶，固相完全不互溶 形成最低、最高恒熔点 形成稳定化合物 形成不稳定化合物 V L L S 1.相图绘制——热分析法 使一定组成的液态混合物慢慢冷却，记录其温度随时间的变化，以温度为纵坐标、时间为横坐标作图，即得冷却曲线。由此可判断在什么温度时有相变发生，进一步可绘制相图。 a、b—纯物质熔点 E—最低共熔点 aE、bE—溶液凝固点随溶液组成变化关系；固体A、B在溶液中的溶解度随温度的变化关系。 2.固相完全不互溶的两组分系统 A:邻硝基氯苯 B:对硝基氯苯 相图绘制——溶解度法 3.固相完全不互溶且生成化合物的系统 A:四氯化碳 B:对二甲苯 水?硫酸二元系相图 液—液相图（液-液相互溶解度图） H2O (A)- C6H6OH (B)系统 t 0A %质量 C l l1+l2 100B a b e d c L1 L2 M N p=const. 水 (A)- 三乙胺 (B)系统 t 0A %质量 C l l1+l2 100B tC p=const. t 0A %质量 C l 100B tC p=const. 水 (A)- 烟碱 (B)系统 l1+l2 C’ 苯 (A)- 硫 (B)系统 t 0A %质量 l l1+l2 100B tC p=const. l1+l2 C C’ 温度—组成图（气相位于两液相之间） 0A 100B %质量 l1+l2 l1 l2 t P Q g g+ l1 g+ l2 G L2 L1 水-正丁醇系统 区：6个 线： L1、L2：两共轭溶液的相点； L1L2：结线 M N a’ c’ b’ a b c p=const. 压力足够大时的温度—组成图 xB t 0A 1B l g p=const. l1+l2 g+ l g+ l 气相组成位于液相组成同侧的系统的相图 Q G L2 L1 g+l2 g l2 l1 P l1+l2 g+l1 t A B M N p=const. * * *