ch6.3二组分理想液态混合物的气液平衡相图课件.ppt

二组分理想液态混合物 二组分真实液态混合物 二组分液态部分互溶系统 二组分液态完全不互溶系统 固态完全不互溶 液相完全互溶 固态部分互溶 液相完全互溶 固态完全互溶 液相完全互溶 实际生产中： §6.3 二组分理想液态混合物的气-液平衡相图 二组分系统的相律分析 二组分理想液态混合物的压力—组成图 二组分理想液态混合物的温度—组成图 根据相律 F = C - P + 2 = 4 - P F最大= 3 即最多可以有三个独立变量， 这三个变量通常是T，p 和组成 x P最大= 4 即最多可以四相平衡共存 通常研究方法 固定一个变量，用二维坐标描述使图形简单易用。 ( )T ( )P ( )x 二组分系统的相律分析 两个纯液体可按任意比例互溶，每个组分都服从拉乌尔定律， 这样组成了理想的完全互溶双液系，或称为理想的液体混合物 1. 压力—组成图 设组分 A 和组分 B 形成理想液态混合物。在一定温度 T 下气－液两相平衡时，根据拉乌尔定律 A B (1) p-x图 ∵T=常数，且系统达到气液平衡时，自由度数F= 1，表明压力和组成中只有一个为变量，若选液相组成xB为独立变量，即 p = f(xB)，且yB = f(xB) ①理想液态混合物的蒸气总压总是介于两纯液体的饱和蒸气压之间，即 ②p - x 线表示系统压力(即蒸气总压)与其液态组成之间的关系，称为液相线。 由右图可知: A B (2) p-x-y图 这是 p-x 图的一种，把液相组成 x 和气相组成 y 画在同一张图上。 已知 ， ， 或 ，就可把各液相组成对应的气相组成求出，画在 p-x 图上就得 p-x-y 图。 和 的求法如下： 这说明，饱和蒸气压不同的两种液体形成理想液态混合物, 成气－液平衡时，两相的组成并不相同，易挥发组分在气相中的相对含量大于它在液相中的含量。---柯诺瓦洛夫-吉布斯规则 0 A 1 B a b L1 G1 L2 G2 L3 G3 xL xM xG l g t=const. l+g M xB p C6H5CH3(A) - C6H6(B) ①两条线：左上方直线为液相线，右下方的曲线为气相线。 (2) 三个区域： (3) p-x-y图分析 液相线之上 液相区 F=2 (p,x) 液相线和气相线之间梭形区 是气-液两相平衡， F = 1。x=f(p), y=f(p) 气相线之下 气相区 F = 2 (p,x) 问题 有F = 0的点么？ 端点 纯物 F = 0 (4)几点说明 ①相点与系统点 相点：表示某一相组成的点， 可以随 T、p 变。 系统点:表示系统总组成的 点，不随 T、p 变。 单相区：相点与系统点重合； 两相共存区：相点与系统点不同。 0 A 1 B a b L1 G1 L2 G2 L3 G3 xL xM xG l g t=const. l+g M xB p C6H5CH3(A) - C6H6(B) 1) 当压力缓慢降低时，系统点沿恒组成线垂直向下移动。在到达L1 前,一直是单一的液相。 0 A 1 B a b L1 G1 L2 G2 L3 G3 xL xM xG l g t =const. l+g M xB p C6H5CH3(A) - C6H6(B) ②相图的应用 系统在恒温降压从a到b过程中 的相变化情况。 若在一个带活塞的导热气缸中, 总组成为xM 的 A，B二组分系统， 将气缸置于100℃恒温槽中。起始 系统压力pa，系统的状态点a 点。 2) 到达L1后，液相开始蒸发， 最初形成的蒸气相的状态为G1 所示，系统进入气-液平衡两相区。 压力继续降低，系统点到达G3时，液相全部蒸发为蒸气，最后消失的一滴液相的状态点为 L3 。 0 A 1 B a b L1 G1 L2 G2 L3 G3 xL xM xG l g t=const. l+g M xB p C6H5CH3(A) - C6H6(B) 当系统点为M点时，两相平衡 的液相点为L2，气相点为G2， 这两点均为相点。 两个平衡相点的连接线称为结线。 3) 此后系统进入气相区G3至b为 气相减压过程。 总结：当系统点由L1变化到G3的 整个过程中 a. 系统内部始终是气液两相共存; b. 平衡两相的组成和两相的相对 数量均随压力而改变。 “杠杆规则” 　　强调一点：在结线上不同的任意两个物系点 　　　1) 两个物系总组成不同； 　　　2) 两个物系，气液两相的相对数量不同； 　　　3) 但两个物系，平衡压力，两相组成均相