相平衡天津大.ppt
在T-x图上出现的最低(高)点,该点气相与液相的组成相同,称为最低(高)恒沸点,该点组成的混合物称为恒沸混合物。必须特别指出两点:(1)在p-x图的最高(低)点和T-x图上的最低(高)点,其溶液的组成不一定相同。这是因为在绘制T-x图时,压力是101325Pa,而在p-x图上的最高点处的压力并不一定是101325Pa。(2)恒沸混合物的组成取决于压力。压力一定,恒沸混合物的组成不变,沸点不变。所以它仍是一个混合物,而不是化合物。§6.5精馏原理*精馏塔示意图最低(高)恒沸混合物经过精馏后只得到一个纯组分和恒沸化合物。精馏原理6.7二组分固态不互溶系统
液-固平衡相图二组分系统在常压下,相平衡,F=C-P+1=3-P1.相图的分析1.PLQ线之上,液相(l)单相区,F=22.PS1L之内,A(s)+l两相区,F=13.OS2L之内,B(s)+l,两相区,F=14.S1LS2线以下,A(s)+B(s)两相区,F=1F=C-P+1=3-Pp=常数图上有4个相区”S1LS2线,A(s)+B(s)+液相三相平衡线,三个相的组成分别由S1、L、S2、三个点表示。F=0。QL线,B(s)与液相两相平衡时,B的凝固点降低曲线,F=1。二组分固态不互溶系统的相图p=常数图上有三条多相平衡曲线PL线,A(s)与液相两相平衡时,A的凝固点降低曲线,F=1。F=C-P+1=3-P图上有三个特殊点P点,组分A的凝固点Q点,组分B的凝固点L点,A(s)+B(s)+l三相共存点。F=0。因为L点温度为两固相能够同时熔化的最低温度,称为低共熔点。在该点两相固体混合物称为低共熔混合物。它不是化合物,由两相组成,只是混合得非常均匀。L点的温度会随外压的改变而改变,在这T-x图上,L点仅是某一压力下的一个截点。F=C-P+1=3-Pp=常数F=C-P+1=2-PF=C-P+1=2-P首先将样品加热熔化,记录冷却过程中温度随时间的变化曲线,即步冷曲线。当系统有新相凝聚,放出相变热,步冷曲线的斜率改变。F=1,出现转折点;F=0,出现水平线段。据此在T-x图上标出对应的位置,得到低共熔T-x图。2.热分析法Bi-Cd二元相图的绘制(1)首先标出纯Bi和纯Cd的熔点将100?Bi的试管加热熔化,记录步冷曲线,如a所示。开始,温度下降均匀,F=1。在546K时出现水平线段,这时有Bi(s)出现,凝固热抵消了自然散热,系统温度不变,这时条件自由度F=0;同理,在步冷曲线e上,596K是纯Cd的熔点。分别标在T-x图上。F=C-P+1=2-P当液相全部凝固,F=1;温度继续下降。所以546K是Bi的熔点。将混合物加热熔化,记录步冷曲线如b所示。开始,温度下降均匀,F=2;至D点,Cd(s)也开始析出,温度不变;F=0.(2)作含20?Cd,70?Cd的步冷曲线。F=C-P+1=3-P当熔液全部凝固,温度又继续下降,F=1.在C点,曲线发生转折,有Bi(s)析出,降温速度变慢;F=1.(3)作含40?Cd的步冷曲线F=C-P+1=3-PSTEP4STEP3STEP2STEP1将含40?Cd,60?Bi的系统加热熔化,记录步冷曲线如C所示。开始,温度下降均匀,F=2;到达E点时,Bi(s)、Cd(s)同时析出,出现水平线段,F=0.当熔液全部凝固,温度又继续下降,F=1.将E点标在T-x图上。将A,C,E点连接,得到Bi(s)与熔液两相共存的液相组成线;01将H,F,E点连接,得到Cd(s)与熔液两相共存的液相组成线;02将D,E,G点连接,得到Bi(s),Cd(s)与熔液共存的三相线;熔液的组成由E点表示。03这样就得到了Bi-Cd的T-x图。04完成Bi-CdT-x相图053.溶解度法以 系统为例,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。图中有四个相区:LAN以上,溶液单相区LAB之内,冰+溶液两相区NAC以上, 和溶液两相区BAC线以下,冰与 两相区图中有三条曲线LA线冰+溶液两相共存时,溶液的组成曲线,也称为冰点降低曲线。AN线 +溶液两相共存时,溶液的组成曲线,也称为盐的溶解度曲线。BAC线冰+ +溶液三相共存线。L点:冰的熔点。盐的熔点极高,受溶解度和水的沸点限制,在图上无法标出。A点:冰+ +溶液三相共存点(混合物产物低熔冰盐合晶)。溶