物理化学简明教程第四版第五章-1.ppt

* （1） p-x 图 2.正偏差完全互溶双液系 A B C 气相线 液相线 * （1） p-x 图 3.负偏差完全互溶双液系 D A B 气相线 液相线 * （2）沸点－组成图（T-x 图） T-x 图亦称为沸点-组成图。外压为大气压力，当溶液的蒸气压等于外压时，溶液沸腾，这时的温度称为沸点。某组成的蒸气压越高，其沸点越低，反之亦然。 T-x 图在讨论蒸馏时十分有用，因为蒸馏通常在等压下进行。T-x 图可以从实验数据直接绘制。也可以从已知的 p-x 图求得。 * （2） T-x 图 由p-x 图可见： A B 气相线 液相线 定温下蒸气压较高的物质A在定压之下应该具有较低的沸点。而具有较低的沸点的组分在平衡蒸气相中的浓度大于它在液相中的浓度。 1.理想的完全互溶双液系 * （2） T-x 图 在液相线以下和气相线以上为单相区：f = K–? +1 = 2 –1 +1 = 2。 在液相线和气相线之间，为两相共存区： f = 2 –2 +1 = 1。 A B 气相线 液相线 * （2） T-x 图 将溶液 x1 加热到温度 t2，处在“物系点o”。实际为两个相，溶液相组成b；气相组成b’。这两个相的组成由于温度的确定而已被确定，不能任意变动。 A B g l x1 x2 x4 x3 x5 t2 t1 t3 o b c a c’ b’ a’ d * （2） T-x 图 A B g l x1 x2 x4 x3 x5 t2 t1 t3 o b c a c’ b’ a’ d 加热溶液 x1，t1 时开始沸腾，此时蒸气组成为a’。继续升温，气相点由a’ 逐渐向 b’，c’ 移动；而液相点 a 则逐渐向 b，c 移动。至 t3，溶液全部蒸发完。在 t1 到 t3 之间，溶液始终和蒸气达成平衡。 * （2） T-x 图 溶液与纯液体不同，纯液体在定压下沸点是恒定的；从开始沸腾到沸腾完毕，温度始终保持不变；而溶液的沸点在定压下不是恒定的，有一定的沸腾温度区间，上面所提到的 t1 至 t3 就是组成为 x1 的溶液的沸腾温度区间。 * （2） T-x 图 2.正偏差完全互溶双液系在 p-x 图中有一个最高点，则在T-x 图必然有一最低点。最低点C对应的温度为溶液的“最低恒沸点”。 A B 气相线 液相线 C * （2） T-x 图 A B D 气相线 液相线 3.负偏差完全互溶双液系在 p-x 图中有一个最低点，则在T-x 图必然有一最高点。最高点C对应的温度为溶液的“最高恒沸点”。 * （3）杠杆规则（Lever rule） “物系点”在两相共存内，两相组成由于温度的确定而被确定，不能任意变动。两相的数量之比符合杠杆规则。 B A g l x1 x2 x4 x3 x5 t2 t1 t3 o b c a c’ b’ a’ d * （3）杠杆规则 B A g l x1 x2 x4 x3 x5 t2 t1 t3 o b c a c’ b’ a’ d * （3）杠杆规则 ＝ ob ＝ ob’ “杠杆规则”。 B A g l x1 x2 x4 x3 x5 t2 t1 t3 o b c a c’ b’ a’ d * （4）分馏（或精馏）原理 底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。结果：塔顶冷凝收集纯低沸点组分，纯高沸点组分留在塔底。 * （4）分馏（或精馏）原理 B A x t6 t2 t3 t4 t5 t1 x1 x2 x3 x4 x5 x6 y6 y1 y2 y3 y4 y5 o * （4）分馏（或精馏）原理 取组成为x的混合物从精馏塔的半高处加入，这时温度为t4，物系点为o，对应的液、气相组成分别为x4和y4。 组成为y4的气相在塔中上升，温度降为t3，有部分组成x3的液体凝聚，气相组成为y3，含B的量增多。 组成为y3的气体在塔中继续上升温度降为t2，如此继续，到塔顶，温度为纯B的沸点，蒸气冷凝物几乎是纯B。 * （4）分馏（或精馏）原理 组成为x4的液相在塔板冷凝后滴下，温度上升为t5。又有部分液体气化，气相组成为y5，剩余的组成为x5的液体再流到下一层塔板，温度继续升高。如此继续，在塔底几乎得到的是纯A，这时温度为A的沸点。 每一个塔板上都经历了一个热交换过程：蒸气中的高沸点物在塔板上凝聚，放出凝聚热后流到下一层塔板，液体中的低沸点物得到热量后升入上一层塔板。 精馏塔中的必须塔板数可以从理论计算得到。 * 5.5 部分互溶的双液系 质量分数 等压 T/K 单相 两相 （1）具有最高会溶温度 D：苯胺在水中的饱和溶解度 E：水在苯胺中的饱和溶解度 温度升高，互溶程度增加 B点水与苯胺完全互溶 TB是最高会