物化第六章相平衡选读.ppt

* * * 二组分凝聚系统 系统内不存在气相，只有液相与固相 压力对系统相平衡影响较小，不予考虑 相图类型 固相完全不互溶 固相部分互溶 固相完全互溶 不形成化合物 形成稳定化合物 形成不稳定化合物 a、b—纯物质凝固点 E—低共熔点 A(s)+B(s)→I （低共熔点应用P256说明） aE、bE—溶液凝固点随溶液组成变化关系；可理解为固体A、B在溶液中的溶解度随温度的变化关系。 1.相图分析 固态完全不互溶-液态完全互溶 二组分液-固平衡相图 c f e d S’ L’ 冷却过程: c→d B(s) 析出 →e nL/nS=eS’/eL’ →f l→A(s)+B(s) 过f点：液相消失 CED—三相平衡线 F＝2－3＋1＝0 d §6.7 二组分固态不互溶系统液-固平衡相图 热分析法 溶解度法 凝聚态相图由实验数据绘制，根据实验方法不同 分为： 2.热分析法制相图 热分析法 将二组分系统加热熔化（液态），然后逐步冷却，记录冷却过程中温度随时间的变化曲线，即冷却曲线（步冷曲线）。 转折点：系统有新相生成或相消失，产生相变热，步冷曲线的斜率改变。 平台：系统F=0，出现水平线段，温度不变。 标出纯Bi和纯Cd的熔点 将装有100?Bi的试管加热熔化，记录步冷曲线，如图所示。在546K时出现水平线段，这时有Bi(s)出现，F=1-2+1=0。 熔液全部凝固， ，温度继续下降。所以546 K是Bi的熔点。 同理，在步冷曲线e上，596 K是纯Cd的熔点。分别标在T-x图上。 Bi-Cd 二元相图的绘制 Bi-Cd 二元相图的绘制 作含20?Cd，80?Bi的步冷曲线 将混合物加热熔化，记录步冷曲线如b所示。在C点，曲线发生转折，有Bi(s)析出，降温速度变慢； 至D点，Cd(s)也开始析出，温度不变； Bi-Cd 二元相图的绘制 作含20?Cd，80?Bi的步冷曲线。 至D’点，熔液全部凝结为Bi(s)和Cd(s)，温度又开始下降； 含70?Cd的步冷曲线d情况类似，只是转折点F处先析出Cd(s)。将转折点分别标在T-x图上。 Bi-Cd 二元相图的绘制 Bi-Cd 二元相图的绘制 作含40?Cd的步冷曲线 将含40?Cd，60?Bi的系统加热熔化，记录步冷曲线如C所示。开始，温度下降均匀，到达E点时， Bi(s)，Cd(s)同时析出，出现水平线段。 当熔液全部凝固，温度又继续下降， 将E点标在T-x图上。 Bi-Cd 二元相图的绘制 Bi-Cd 二元相图的绘制 完成Bi-Cd T-x相图 将A,C,E点连接，得到Bi(s)与熔液两相共存的液相组成线； 将H,F,E点连接，得到Cd(s)与熔液两相共存的液相组成线； 将D,E,G点连接，得到Bi(s),Cd(s)与熔液共存的三相线；熔液的组成由E点表示。 这样就得到了Bi-Cd的T-x图。 Bi-Cd 二元相图的绘制 Bi-Cd 二元相图的绘制 低共熔点仅是三相共存线在某一外压下的一个截点 低共熔点 这时两种固体混合非常均匀称为低共熔混合物,但仍是两相。 * (2)溶解度法 c e d c e d e’ 在不同温度下测定盐的溶解度，根据大量实验数据，绘制出水-盐的T-x图。 B析出 A析 出 l 消失 * LA线: 冰点下降曲线 AN线: 盐的溶解度曲线 BAC线: 三相平衡线 * 在化工生产和科学研究中常要用到低温浴，配制合适的水-盐体系，可以得到不同的低温冷冻液。例如： 水盐体系 低共熔温度 252 K 218 K 262.5 K 257.8 K 在冬天，为防止路面结冰，撒上盐，实际用的就是冰点下降原理。 * 1.高温下溶解并滤 　去不溶性杂质, 　物系点为S 2.冷却至Q，精盐 析出 3. →R(R点要尽量 　靠近三相线) 过滤，得到精盐 4.母液y升温至O 5.加入原料至S 6.重复 利用相图确定粗盐精制工艺条件及提纯的物质的量 §6.8 生成化合物的二组分凝聚系统相图 生成稳定化合物系统 生成不稳定化合物系统 1.生成稳定化合物系统 稳定化合物：熔化后液相组成与固相组成相同的固体 包括稳定的水合物，它们有自己的熔点，在熔点时液相和固相的组成相同。属于这类系统的有： 的4种水合物 酚-苯酚 的3种水合物 1.生成稳定化合物的系统 A:四氯化碳 B:对二甲苯 稳定化合物:在其熔点 以下稳定存在,熔化时 所生成的液相与固相 化合物组成相同 c点—相合熔点 1.生成稳定化合物系统 * 纯硫酸的熔点在283 K左右，而与一水化合物的低共熔点在235 K，所以在冬天用管道运送硫酸时应适当稀释，防止硫酸冻结。 1.生成稳定化合物系统 这张相图可以看作由4张简单的二元低共熔相图合并而成。如需得到某一种