材料化学-相律相图分析精要.ppt

2.杠杆规则 3.蒸馏和精馏原理 三、 三组分体系的相图及其应用 有两对部分互溶体系 有三对部分互溶体系 （2） 有一转熔温度 相图上有三个单相区： BCA线以左，熔化物L ADF区， 固溶体（1） BEG以右， 固溶体（2） 有三个两相区 BCE L+（2） ACD L+（1） FDEG （1）+（2） 因这种平衡组成曲线实验 较难测定，故用虚线表示。 一条三相线 CDE是三相线：熔液（组成为C）、固溶体（1）（组成为D）、固溶体（2）（组成为E）三相共存。 CDE对应的温度称为转熔温度，温度升到455K时，固溶体（1）消失，转化为组成为C的熔液 和组成为E的固溶体（2）。 馏出物中两组分的质量比计算如下： 虽然 小，但 大，所以 也不会太小。 可根据分压与物质的量的关系来计算。 6）H2O-甲苯的T-x图 当P总=101Kpa(外压)时， 液体开始沸腾，此时， t=69.9℃，与A、B相对 量无关，只与液体种类有关。 b. CED线：恒沸线出现三相平衡：LH2O，L苯，蒸汽E yB=0.724 c. E点时平衡共存气相组成的计算： A H2O B C6H6 T E xB→ C D P=101325Pa g g+LA g+LB 69.9℃ 100℃ 80.1℃ . . . . . . yB=0.724 LA+LB 5. 二组分液态部分互溶体系的液-液平衡相图 特点：在一定比例和温度范围内互溶，而在另外情况 下只能部分互溶，形成两个液相。又称为二组分 部分互溶双液系。 即液体A在液体B中的溶解度有限；同样， 液体B在液体A中的溶解度有限。一般讨论部分 互溶双液系的温度与相互溶解度的关系。 例 体系在常温下 只能部分互溶，分为两层。 1） BD线—酚在水中的饱和溶解度曲线 BE线—水… 酚.……………………. 即体系分为两层，一层是水中饱和了酚BD， 一层是酚中饱和了水BE。 升高温度，彼此的溶解度都增加。到达B点，界面消失，成为单一液相。 帽形区外，溶液为单一液 相帽形区内，溶液分为两 层。 F H 在T1时，向水中加入纯酚， 全溶，形成均匀的不饱和 溶液，继续加，当到达A’ 点时，酚在水中的溶解度 达到饱和。FA’段为单相区，Φ=1，f=C-Φ+0=1， 即T,p确定时，只有组成可以变动,A’点为溶解度。 继续加酚，形成两层，出现新的液相，此相为水在酚 中的饱和溶液，对于相点为A’’。 A’ -A’’段两相平衡 共存，由A’ 到A’’，两液层的总组成不变，但组成为A’ 的液层的量逐渐减少，组成为 A’’的液层的量逐渐增加， 到A’’点时，富水层消失。 F H A’ -A’’段，f = C-Φ+0=2-2+0=0，即平衡两相的组成 固定不变。两个组成不变的平衡液层称为共轭溶液。 H F A’’-H段，继续加酚，体系又变成单一液相，水在酚中 的不饱和溶液，f=2-1+0=1，T,p不变，组成可变。 当T升高时，水、酚的相互 溶解度增大，溶解度分别沿 A’B、 A’’B线上移，两个共 轭溶液的组成逐渐接近。 到达B点，两个共轭溶液的 组成相同，此时界面消失， 成为单一液相。B点—会熔点 温度TB称为最高临界会溶温度。 H F B点越低，及TB越小，则帽形区面积越小，说明两液 体间的互溶性越好。 帽形区内，两相共存，f=2-2+1=1，即T,x中只有一个独立变量。 帽形区外，单一液相，f=2-1+1=2， T,x可在一定范围 内变动。 B点无变点， T,x为定值。 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。 在 温度（约为291.2K）以下，两者可以任意比例互溶，升高温度，互溶度下降，出现分层。 （2）具有最低会溶温度 水-三乙基胺的溶解度图如图所示。 以下是单一液相区，以上是两相区。 另外，还有些体系具有下会熔点，如水-三乙胺体系。 还有一些同时具有上会熔点和下会熔点。 （3）同时具有最高、最低会溶温度 如图所示是水和烟碱的溶解度图。 在最低会溶温度 (约334 K)以下和在最高会溶温度 (约481K)以上，两液体可完全互溶，而在这两个温度之间只能部分互溶。 形成一个完全封闭的溶度曲线，曲线之内是两液相区。 （4）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。 6. 二组分固态完全不互溶体系