相变热力学课件.ppt

a ? b 降温的步冷曲线： 液相降温 开始析出固相 液相消失 固相降温 有些系统具有最低(高)熔点，例：具有最低熔点： HgI2-HgBr2, Cu -Mn (有最高熔点的系统较少见) Au Ag a p=const. T l S b S2 L2 S1 L1 T2 T1 l+s w% 完全互溶固溶体出现最低点或最高点 当两种组分的粒子大小和晶体结构不完全相同时，它们的T-x图上会出现最低点或最高点。 例如： 等体系会出现最低点。但出现最高点的体系较少。 A和B两个物质可以形成两类化合物： (1)稳定化合物，包括稳定的水合物，它们有自己的熔点，在熔点时液相和固相的组成相同。属于这类体系的有： 的4种水合物 酚-苯酚 的3种水合物 §5-4-4 生成化合物的固液平衡相图 Q l P T A B A(s)+C(s) A(s)+l l+C(s) C(s)+B(s) L2 l+B(s) C L1 l+C(s) xB R 右图可以看做A与C和C与B的两张简单的低共熔相图合并而成，所有的相图分析与简单的二元低共熔相图类似。 图1.苯酚(A)-苯胺(B)系统相图 与 能形成三种稳定的水合物，即 , , ,它们都有自己的熔点。 纯硫酸的熔点在283 K左右，而与一水化合物的低共熔点在235 K，所以在冬天用管道运送硫酸时应适当稀释，防止硫酸冻结。 这张相图可以看作由4张简单的二元低共熔相图合并而成。如需得到某一种水合物，溶液浓度必须控制在某一范围之内。 (2)不稳定化合物，没有自己的熔点，在熔点温度以下就分解为与化合物组成不同的液相和固相。属于这类体系的有： Q l P T A B A(s)+C(s) S1 S2 A(s)+l l+C(s) C(s)+B(s) L l+B(s) C S1’ S2’ L’ b’ A + B ? C C：不稳定化合物，只 能在固态时存在。 a b 液相降温 开始析出B(s) l+B(S)?C(S) l+B(S)消失 C(S)降温 生成C(s) S1LS2: A(S),C(S),l (L) L?S?1S ?2 : C(S) , l (L?),B(S) Q l P T A B A(s)+C(s) S1 S2 A(s)+l l+C(s) C(s)+B(s) L l+B(s) C S1’ S2’ L’ a b b’ 形成固溶体 形成化合物 稳定化合物 不稳定化合物 形成低共熔混合物(步冷曲线) 相平衡逻辑结构 相平衡 Gibbs相律与应用 单组分 二组分 三组分 二组分 双液系 二组分 凝聚系 完全互溶 部分互溶 不互溶 计算（杠杆） 理想液态 真实液态 应用（精馏） 水蒸气蒸馏 完全互溶固溶体 部分互溶固溶体 表示 部分互溶 萃取原理 1.水的相图 2.相图静态分析 （点、线、面） 3.相图动态分析 （上下、左右） 4.线方程 Clapeyron方程 克-克方程 相平衡题目类型 1.确定相平衡系统的P，C，F 2.应用相律分析相图 3.根据相图和题给条件，进行提纯或分离并应用杠杆规则 进行有关计算。 4.做步冷曲线。 静态分析（点、线、面） 动态分析（左右、上下） * * * 水蒸气蒸馏 以水-溴苯体系为例，两者互溶程度极小，而密度相差极大，很容易分开，图中是蒸气压随温度变化的曲线。 由表可见，在溴苯中通入水气后，双液系的沸点比两个纯物的沸点都低，很容易蒸馏。由于溴苯的摩尔质量大，蒸出的混合物中溴苯含量并不低。 因为液体的蒸气压越高，沸点越低 所以，不互溶液体的混合物沸点小于任一纯液体的沸点。 把不溶于水的高沸点物质（B）+水（A）→蒸馏（水蒸气蒸馏） 馏出物中两组分的质量比计算如下： 虽然 小，但 大，所以 也不会太小。 E H2O(A) - C6H6(B) 系统的 沸点-组成图 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 A+B g g+A H2O(A) C6H6(B) xB t/℃ 100 80 40 60 p=101 325Pa yB=0.724 g+B C D ? ? ? ? 要点： 点、线、区的含义； 水平线 CED—三相 平衡线 l(A) + l(B)+ gE (A+B) 完全互溶 部分互溶（3张T-x图） 不互溶（1张T-x图） 理想液态混合物 (p-x、T-x)2张 真实液态混合物（8张） 固相不互溶 固相部分互溶 固相完全互溶 §5-4 二组分系统的液固平衡 固相不互溶 固相部分互溶 固相完全互溶 在常压下测定的凝聚系统的T-x图，均不注明压力 二组分体系 C=2，指定压力不变，