二组分固液体系.ppt

返回 药学院物理化学教研室 第五节 二组分固液平衡系统 ? 固液系统， p 影响很小，一般考虑 T - x 相图 纯物质可有不同晶态 两个组分可形成多种化合物 相图可能很复杂，但可划分成简单类型来理解 固相完全不溶系统（可分为三种情况） 固相部分互溶系统 固相完全相溶系统 ? 固相有多种形态 ? 类型 返回 药学院物理化学教研室 一 . 简单低共熔系统 ( 不生成化合物 ) 1. 一般系统 ( 非水盐系统 ) （ 1 ）相图绘制 ?? 热分析法 热分析法： 系统在缓慢冷却（或加热）过程中，观察温度 T 随时间 t 的变化来确定有否相变。 步冷曲线： T - t 曲线 温度变化有两种基本情况： 停顿：有固体结晶，液相组成不变 如纯物，分子化合物，两种固体同时结晶 转析：有固体结晶，液相组成改变，系统熔点在变化 T t ① ② 相图绘制： 返回 药学院物理化学教研室 一 . 简单低共熔系统 ( 不生成化合物 ) 相图绘制： 以邻硝基氯苯 (A) 和对硝基氯苯 (B) 为例 步冷曲线 T – x 相图 32 ? 82 ? 58 ? 14.7 ? 22 ? 对 t ? 邻 0 0.2 0.33 0.7 1.0 组成 B% 0.2 0.7 0.33 32 14.7 82 返回 药学院物理化学教研室 一 . 简单低共熔系统 ( 不生成化合物 ) A ? EB ? 3 s A – s B – l E 0 Ⅳ Ⅱ Ⅲ Ⅰ 对 t ? 邻 (2) 相图理解 Ⅱ 2 s A – l 1 Ⅲ 2 s B – l 1 B 熔点下降曲线 低共熔三相线， E 为共熔点 ① 物系点分成两个相点，杠杆规则作 定量计算 ② T – x （相组成）只有一个独立可变 相区 相数 相态 自由度 f * B E A 熔点下降曲线 A E Ⅳ 2 s A – s B 1 Ⅰ 1 l 2 A A ? B B ? E 返回 药学院物理化学教研室 一 . 简单低共熔系统 ( 不生成化合物 ) (2) 相图理解 Ⅳ Ⅱ Ⅲ Ⅰ 对 t ? 邻 A A ? B B ? E 升温时物态变化： a 1 ： s A 和 s B 固体混合物 a 2 ： 固体 A ， B 同时熔化，形成液相 E 固体 A 熔完，成 s B – l E （若 a 1 在 A ? E 之间，则相反） a 3 ： B 继续熔化， l ? ， s B ? （杠杆规则） a 4 ： 恰好全部熔化 a 5 ： 液单相（不饱和） a 1 a 5 a 4 a 3 a 2 返回 药学院物理化学教研室 一 . 简单低共熔系统 ( 不生成化合物 ) 2. 水盐系统 (1) 相图绘制 ?? 溶解度法 水：冰点随盐浓度而下降 盐：溶解度随温度而变化 如 H 2 O – (NH 4 ) 2 SO 4 系统 0 H 2 O B((NH 4 ) 2 SO 4 ) t ? C - 19.4 109 38.4% 返回 药学院物理化学教研室 一 . 简单低共熔系统 ( 不生成化合物 ) 109 2. 水盐系统 (1) 相图绘制 ?? 溶解度法 0 H 2 O B(NH 4 ) 2 SO 4 ) t ? C - 19.4 38.4% (2) 相图理解 ? 相区 （见图） A E ：冰点下降曲线 DE ：盐溶解度曲线 A ? EB ? ：低共熔三相线， E 为共熔点， f *=0 l 冰 +l 盐 +l ( 饱和 ) 冰 + 盐 E A D A ? B ? 返回 药学院物理化学教研室 一 . 简单低共熔系统 ( 不生成化合物 ) 2. 水盐系统 (2) 相图理解 ? 相区 （见图） 109 0 H 2 O B(NH 4 ) 2 SO 4 ) t ? C - 19.4 38.4% l 冰 +l 盐 +l ( 饱和 ) 冰 + 盐 E A D A ? B ? a 1 a 5 a 2 a 3 a 4 ? 析盐区物态随温度的变化 a 1 ：溶液（盐不饱和） a 2 ：开始有盐析出（饱和） a 3 ：盐 ? ，溶液 ? （饱和浓度 ? ） a 4 ：盐（纯态）最多， 冰开始出现，冰 - 盐 -l E 共存 l E 消失 a 5 ：冰 + 盐 4 4 Ea W a B W ? ? ? 液 盐 定量计算 返回 药学院物理化学教研室 一 . 简单低共熔系统 ( 不生成化合物 ) a 1 3. 相图应用 (1) 盐类物质的结晶提纯 a 4 a 2 a 3 粗盐 溶解过滤 a 1 降温 a 2 升温 a 4 重结晶 母液 a 3 返回 药学院物理化学教研室 一 . 简单低共熔系统 ( 不生成化合物 ) 3. 相图应用 (1) 盐类物质的结晶提纯 (2) 低共熔混合物分离 结晶与蒸馏联用 （也适用低沸混合物分离