5-第五章相平衡(2010级).ppt

物理化学电子教案 第五章 相平衡 §5.1 引　言 §5.1 引　言 相(phase)和相数 相(phase)和相数 独立组分 独立组分 独立组分 独立组分 独立组分 独立组分 自由度 自由度 自由度 §5.2 多相系统平衡的一般条件 §5.2 多相系统平衡的一般条件 §5.3 相　律 §5.3 相　律 §5.3 相　律 §5.3 相　律 §5.3 相　律 　　　　§5.4 单组分系统的相平衡 　单组分系统的两相平衡—Clapeyron方程 　单组分系统的两相平衡—Clapeyron方程 　单组分系统的两相平衡—Clapeyron方程 　单组分系统的两相平衡—Clapeyron方程 Trouton（楚顿）规则 外压与蒸气压的关系 外压与蒸气压的关系 外压与蒸气压的关系 外压与蒸气压的关系 水的相图 水的相图 水的相图 水的相图 水的相图 水的相图 水的相图 三相点与冰点的区别 三相点与冰点的区别 水的相图 超临界状态 超临界状态 超临界状态 §5.5　二组分系统的相图及应用 §5.5　二组分系统的相图及应用 理想的二组分液态混合物 理想的二组分液态混合物 理想的二组分液态混合物 理想的二组分液态混合物 理想的二组分液态混合物 理想的二组分液态混合物 理想的二组分液态混合物 杠杆规则 杠杆规则 蒸馏（或精馏）的基本原理 简单蒸馏 精　馏 精　馏 精　馏 非理想的二组分液态混合物 对Raoult定律发生正偏差 正偏差很大在 p-x 图上有最高点 正偏差很大在 p-x 图上有最高点 负偏差在p-x图上有最低点 负偏差在p-x图上有最低点 部分互溶的双液系 具有最高会溶温度的系统 具有最高会溶温度的系统 具有最低会溶温度的系统 同时具有最高、最低会溶温度的系统 不具有会溶温度的系统 不互溶的双液系—蒸汽蒸馏 不互溶的双液系—蒸汽蒸馏 不互溶的双液系—蒸汽蒸馏 不互溶的双液系—蒸汽蒸馏 简单的低共熔二元相图 相图的绘制－热分析法 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的绘制 Cd-Bi二元相图的分析 Cd-Bi二元相图的分析 Cd-Bi二元相图的分析 溶解度法－H2O-(NH3)2SO4系统 H2O-(NH3)2SO4相图分析 H2O-(NH3)2SO4相图分析 H2O-(NH3)2SO4相图分析 结晶法精制盐类 水-盐冷冻液 形成化合物的系统 形成稳定化合物的系统 CuCl(A)-FeCl3(B)相图 H2O-H2SO4 相图 形成不稳定化合物的系统 形成不稳定化合物的系统 从相图上画步冷曲线 由稳定化合物转化为不稳定化合物 液、固相都完全互溶的相图 液、固相都完全互溶的相图 完全互溶固溶体的相图 完全互溶固溶体的相图 完全互溶固溶体的相图 完全互溶固溶体出现最低或最高点 完全互溶固溶体出现最低或最高点 固态部分互溶的二组分系统 系统有一低共熔点 系统有一低共熔点 系统有一低共熔点 系统有一低共熔点 系统有一低转熔温度 系统有一低转熔温度 系统有一低转熔温度 区域熔炼(zone melting) 区域熔炼（zone melting） 分凝系数 Ks1的情况 Ks1的情况 熔液(单相) 固溶体Ⅱ单相 固溶体Ⅰ单相 两相共存 两相共存 两相共存 　相图上有三个单相区： BCA线以左，熔液单相 ADF区， 固溶体Ⅰ单相 BEG以右，固溶体Ⅱ单相 　有三个两相区： BCE L+Ⅱ ACD L+Ⅰ FDEG Ⅰ+Ⅱ 　因这种平衡组成曲线实验较难测定，故用虚线表示。 熔液(单相) 固溶体Ⅱ单相 固溶体Ⅰ单相 两相共存 两相共存 两相共存 　一条三相线 　CDE是三相共存线： 　CDE对应的温度称为转熔温度。 　升温到455 K时，固溶体Ⅰ消失，转化为组成为C的熔液和组成为E的固溶体Ⅱ 1. 熔液 (组成为C) 2. 固溶体Ⅰ(组成为D) 3. 固溶体Ⅱ(组成为E) 熔液(单相) 固溶体Ⅱ单相 固溶体Ⅰ单相 两相共存 两相共存 两相共存 区域熔炼是制备高纯物质的有效方法。可以制备8个9以上的半导体材料(如硅和锗)，5个9以上的有机物或将高聚物进行分级。 一般是将高频加热环套在需精炼的棒状材料的一端，使之局部熔化。 加热环再缓慢向前推进，已熔部分重新凝固。由于杂质在固相和液相中的分布不等，用这种方法重复多次，杂质就会集中到一端，从而得到高纯物质。 　设杂质在固相和液相中的浓度分别为Cs和Cl，则分凝系数为： 　Ks1，杂质在液相中的浓度大于固相。如果加热环自左至右移动，杂质集中在右端。 　Ks1，杂质在固相中的浓度大于液相，当加热环自左至右移动，杂质集中在左端。