09相平衡1.ppt

物理化学－第六章 相平衡 第九章 相平衡 Phase Equilibrium 第九章 相平衡 相数 二、多相系统平衡的一般条件 二、 Clausius-Clapeyron方程 Clausius-Clapeyron方程 Clausius-Clapeyron方程 杠杆规则（Lever rule） E点：共沸点 A（l）+ B（l）→ g， 三相共存， F = 0，T、组成不变，三相组成分别为xM、xN、xE。 MN：三相平衡线 ? 完全不互溶系统的温度－组成图 §9.7 二组分固态不互溶系统液-固平衡相图 二组分固态不互溶系统 1. 相图的分析 二组份系统液-固平衡： p影响小， F = C – P + 1= 2 – P + 1= 3 – P Pmin = 1， Fmax = 2， T—x 相图 ①最简单固态不互溶系统液－固相图 特点：液态完全互溶，固态完全不互溶，有一个低共熔点。 三相线① 低共熔过程 低共熔点(eutectic point) ： 液相能够存在的最低温度，也是两个固相能够同时熔化的最低温度。 ①最简单固态不互溶系统液－固相图 原理： 当系统缓而均匀地冷却时，若系统内无相的变化，则温度将随时间而均匀地改变，即在T-t 曲线上呈一条直线，若系统内有相变化，则因放出相变热，使系统温度变化不均匀，在T-t 图上有转折或水平线段，由此判断系统是否有相变化。 1.热分析法 （适用于熔点高的二元合金相图绘制） 1）标出纯Bi和纯Cd的熔点 Cd-Bi二元相图的绘制 273 323 140 140 Cd-Bi二元相图的绘制 2）作含20?Cd，70? Cd 的步冷曲线 140 140 273 323 Cd-Bi二元相图的绘制 3）作含40?Cd的步冷曲线 273 323 140 140 Cd-Bi二元相图的绘制 4）完成Bi-Cd T-x 相图 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Bi Cd 100% 100% Bi+熔化物 熔化物(单相) 熔化物+Cd 273 323 140 T/K A H C F G E D 不同温度下(NH4)2SO4在水中的溶解度 2.溶解度法（适用于水-盐系统） 在不同温度下测定盐的溶解度，根据大量实验数据，绘制出水-盐的T-x图。 溶解度法绘制相图 (NH4)2SO4 T/K A (NH4)2SO4的质量分数 B H2O 溶液(单相) 硫酸铵固+溶液 冰+溶液 固体 O S y c z x N L Q A B W ’ (NH4)2SO4- H2O的相图 4 .相图分析 特点：液态完全互溶，固态完全不互溶，有一 个低共熔点。 最多可直接从熔体（重w）中得到纯固体（NH4）SO4： 5.杠杆规则的应用 (NH4)2SO4 T/K A (NH4)2SO4的质量分数 B H2O 溶液(单相) 硫酸铵固+溶液 冰+溶液 固体 O S y c z x N L Q A B W ’ (NH4)2SO4- H2O的相图 §9.8 二组分固态互溶系统液-固平衡相图 固溶体的种类 部分互溶固溶体的种类 ①取代型 两种组分粒子(分子、原子、离子 )大小接近，在晶格中互相取代而形成。如: Au-Ag, Ni-Cu。 ②镶嵌型 两种组分的粒子尺度相差较大，由小粒子镶嵌在大粒子晶格的空隙里而形成。如：Fe - C,Ni - C。 Au——Ag Cu——Pd Cu——Ni Co——Ni 1. 固态完全互溶系统 ②固态完全互溶系统液-固相图 特点：液态完全互溶，固态完全互溶，没有三相点。 固态完全互溶系统液-固相图 l s L+s A B t 具有最低熔点的二组分固态 完全互溶系统的液-固相图 A B s l L+s t 具有最高熔点的二组分固态 完全互溶系统的液-固相图 2.固态部分互溶系统 ③固态部分互溶系统液-固相图 特点：液态完全互溶，固态部分互溶，有一个低共熔点。 固态部分互溶系统液-固相图 特点：液态完全互溶，固态部分互溶，有一个转熔点。 §9.9 生成化合物的二组分凝聚系统相图 1.生成稳定化合物系统 稳定化合物无论在固态或液态均能稳定存在。熔化时，其固态和液态有相同的组成。这类化合物也称一致熔融(congruent melting point)的化合物。 两种物质还有可能生成两种或两种以上的稳定化合物。 ④生成稳定化合物的二组分液-固系统相图 特点：液态完全互溶，固态完全不互溶，生成一个稳定化合物，有两个低共熔点。 2.生成一个不稳定化合物的系统 不稳定化合物仅存在于固态、不能存在于液态。将化合物加热，则不到熔点就会分解为一个固态和一个液态。由于液态组成和固态组成不同， 所以这类化合物也称为不一致熔融(