多相多组分系统热力学.ppt

主要内容 2. 部分互溶双液系统 下临界会溶温度 同时具有上下临界会溶温度 不具有会溶温度 乙醚与水组成的双液系，在它们能以液相存在的温度区间内，一直是彼此部分互溶，不具有会溶温度。 2. 部分互溶气液平衡系统 图中水平线段是三相平衡线，当物系点处于该线段上时，系统呈三相平衡l1 (组成为e) l2 (组成为f) g(组成为E)。 3 完全不互溶双液系统 完全不互溶：绝对不互溶的液体不存在，当两种液体之间的相互溶解度非常小时，就称为完全不互溶。 总蒸气压p=p*A+p*B，因此，不互溶双液系的沸点一定低于组成它的各纯组分的沸点。 在实验室和工业上，常用水蒸气蒸馏提纯与水不互溶的高沸点物质。 条件：该物质与水不互溶。 方法：以鼓泡方式使水蒸气通过有机液体，带出气体冷凝后，分层，可得纯有机物。 特点：沸点一定低于100℃ “蒸气消耗系数” 已知 pB*时可测定有机物的 MB 根据道尔顿分压定律 此公式书上有误！ 三、 固液相图 1 形成简单低共熔混合物的液固系统相图 ①热分析法绘制相图 基本原理：二组分系统 ，指定压力不变 f*min=0，pmax=3, 即最多允许三相平衡共存。 热分析法绘制相图的基本原理 该方法是两个组分按不同比例混合，先加热至熔融，然后缓慢冷却，通过系统温度随时间的变化情况来观察有无相变的发生。 系统中无相变时，温度变化是均匀的，当有相变时，在温度-时间曲线上会出现折点或平台。这种温度-时间曲线叫“步冷曲线”，这种绘制相图的方法叫热分析法。 XB=0 a A B XB→ b F XB=1 K XB=0.2 c d e XB=0.7 f g h XB=0.33 m n E ● H L f*=1-2+1=0 G G’ J J’ 识 图 图上有4个相区： ①FEK线之上，熔液（l）单相区 ② FHE区，A(s)+ l 两相区 ③ KEL区，B(s)+ l 两相区 ④ HEL线以下，A(s)+B(s)两相区 * 化学与材料科学学院 第二章多相多组分系统热力学(6) 刘 辉 §2.1 均相多组分系统热力学 1 §2.2 气体热力学 2 §2.3 多组分气—液平衡系统热力学 3 §2.4 Gibbs相律 4 §2.7 三组分系统的相平衡  7 §2.6 两组分系统的相图 6 §2.5 单组分系统的相图 5 §2.6 二组分系统相图 气液平衡相图 固液平衡相图 部分互溶双液系统 完全互溶双液系统 完全不互溶双液系统 简单低共熔混合物系统 形成化合物系统 形成固态溶液系统 热分析法绘制相图 溶解度法绘制相图 形成稳定化合物 形成不稳定化合物 完全互溶固熔体 部分互溶固熔体 理想液态混合物 实际液态混合物 一、相律分析 C=2，f=C-P+2= 2+2-p=4-P Pmin=1，fmax= 3 (T, p及x) 固定T或p，f*=C-P+1=3-P 对于两组分系统，通常固定p绘制T~X图，或固定T绘制p ~X图。 Pmin=1 , fmax*=2 fmin*=0 ，Pmax=3，即最多允许三相平衡共存。 二、气液平衡相图 1. 完全互溶双液系统 原则上所有相图均是通过实验测定数据绘制出来的，但对理想液态混合物系统来说，因各组分服从Raoult定律，其p~XB和p~YB数据可由计算获得。 （1）理想液态混合物的相图 ①理想液态混合物的p -x图 由Dalton和Raoult定律 代入 绘制相图 根据上面的公式，给定一个压力值就可解得一组气液两相平衡的p~xB~yB数据。 由p~xB数据绘制出液相线 由p~yB数据绘制出气相线 A B XB→ p 液相线 气相线 ②面 p -x图 ③点 是纯A的饱和蒸气压 是纯B的饱和蒸气压 ①线 l+g 气液两相平衡区 识 图 A B XB→ p 液相线 液相线 液相区 液相区 气相线 气相线 气相区 气相区 g p -x图 l l+g A B XB→ p 物系点与相点 物系点：是整个系统总的状态点。由p和系统总组成XB确定。 例如： ①压力为p1，组分B的摩尔分数为x1，物系点为O1 O1 x1 p1 ②压力为p2，组分B的摩尔分数为x2，物系点为O2，相点也为O2。 此时系统为液相，其相点也为O1， 相点：是表示平衡系统中每一个相的状态点。由p和平衡各相组成XB和YB确定。 p2 x2 O2 ③压力为p3，组分B的摩尔分数为x3，物系点为O3，相点分别为E和F。 EF叫连接线。 x3 p3 O3 E F 重要概念 xf xe B g l l+g A XB→ p O E F xo xe xf p 落在