第六章(2013年)选读.ppt

根据相律，在恒定压力下，液–液两相平衡时，自由度数 F = 2 – 2 + 1 = 1。可见两个饱和溶液的组成只是温度的函数。 我们将测得的实验数据绘制在温度-组成图上，即得到两条溶解度曲线。 L1’ L2’ T 0 A wB /% C l l1+l2 100 B(苯酚) a b e d c L1 L2 M N p = const. (水) 如果此外压力足够大，使得在所讨论的温度范围内并不产生气相，则水 - 苯酚的温度 – 组成图如右上图。 图中： MC 为苯酚在水中的溶解度曲线， NC 为水在苯酚中的溶解度曲线。 随着温度升高，水与苯酚的相互溶解度增大，至可以完全互溶，所以交于 C 点而成一条光滑曲线。 L1’ L2’ T 0 A wB/% C l l1+l2 100 B(苯酚) a b e d c L1 L2 M N p = const. (水) TC 曲线 MCN 以外为单液相区，P = 1，F = C -P +1 = 2。 曲线 MCN 以内为液－液两 相平衡区，两相为水层和苯酚 层， P = 2，F = C -P +1 = 1。 说明温度和组成两个变量中只有一个是独立变量，任意 改变其中一个变量，另一个不变。 温度高于高会溶温度，液体水与液体苯酚可完全互溶，温度低于高会溶温度，两液体只能部分互溶。 溶解度曲线最高点C 称为高临界会溶点。对应于C点的温度Tc，称为高临界会溶温度或高会溶温度。 会溶温度的高低反映了一对液体间的互溶能力，会溶温度越低，两液体间的互溶性越好。因此可利用会溶温度的数据来选择合适的萃取剂。 L1’ L2’ T 0 A wB/% C l l1+l2 100 B(苯酚) a b e d c L1 L2 M N p = const. (水) TC 在 MCN 内的液 - 液平衡系统在加热中的变化有三种类型。 L1’ L2’ 0 A wB/% C l l1+l2 100 B(苯酚) a b e d c L1 L2 M N p=const. (水) L2′ L1′ T ① 过 C 作垂线ce (恒组成线)，若系统点在ce 右侧，如 a，过 a 作等温线 (水平线) 与溶解度曲线交于L1 及 L2 ，L1 和 L2 即为两共轭溶液的相点，直线 L1 L2 为结线，两液相 L1 、L2 的质量比 即为线段 aL2 与 L1a 长度比。 当系统由 a 升温到L2′时，两个共轭液相的相点分别沿 L1 L1′ 和 L2 L2′变化，两液相的质量也不断变化，由杠杆规则可以看出，水层的质量逐渐减少，苯酚层质量逐渐增加。 当到达 L2′点时，水层消失，只剩一个苯酚层，系统变为单一液相。此为第一种类型。 ② 第二种类型为系统点在ce 线左侧，升温过程中相变化的分析与上类似，只是升温到与 MC 线相交的L1′时，苯酚层消失，只剩下水层。 L1’ L2’ 0 A wB/% C l l1+l2 100 B(苯酚) a b e d c L1 L2 M N p=const. (水) L2′ L1′ T ③ 第三种类型为系统点正好在ce 线上如在 d 点，平衡两相为L1与L2 。在升温过程中，两液相的量均有变化，到达 C 时，两液相组成完全相等，界面消失，成为均匀的一个相。 具有高会溶点的系统除水 - 苯酚外，常见的还有水-苯胺，正己烷 - 硝基苯，水 - 正丁醇等系统。 水 (A) - 三乙胺 (B)系统 T 0 A wB/% C l l1+l2 100 B TC p = const. 水 - 三乙胺系统，在 Tc (约18℃) 以下能完全互溶，升高温度，互溶度下降，出现分层。在 Tc 以上却只能部分互溶。这样的系统具有低临界会溶点 (Tc )。 （2）具有最低会溶温度 P = 2 F = 1 P = 1 F = 2 Tc 以下是单一液相区，以上是两相区。 水 - 烟碱系统，在 60.8℃以下完全互溶，在 208 ℃以上也能完全互溶，但在这两个温度之间却部分互溶。这样的系统具有封闭式的溶解度曲线，曲线之内是两液相共存区。有两个会溶点：高会溶点和低会溶点。 T 0 A wB/% C l 100 B TC’ p = const. 水 (A) - 烟碱 (B)系统 l1+l2 C′ TC （3）同时具有最高、最低会溶温度 P = 2 F = 1 P = 1 F = 2 苯 - 硫系统在163℃以下部分