53完全互溶雙液系統(tǒng)

1、第三節(jié)完全互溶雙液系統(tǒng)第三節(jié)完全互溶雙液系統(tǒng)二組分系統(tǒng)的相律二組分系統(tǒng)的相律二組分相律二組分相律 f=k + 2 = 2 + 2 = 4 最多自由度最多自由度 f = 41=3（t、p、x）最多相數(shù)最多相數(shù) =4相圖相圖 tpx三維相圖三維相圖 通常固定一個(gè)變量，平面圖通常固定一個(gè)變量，平面圖 分類分類 p-x t-x 氣（氣（g）液（液（l）平衡系統(tǒng)）平衡系統(tǒng)固（固（s ）液（液（l）平衡系統(tǒng)）平衡系統(tǒng)固（固（s ）氣（氣（g）平衡系統(tǒng)）平衡系統(tǒng)全部濃度范圍內(nèi)均能互溶形成均勻的單一液相全部濃度范圍內(nèi)均能互溶形成均勻的單一液相,同時(shí)在全部濃同時(shí)在全部濃度范圍內(nèi)符合拉烏爾定律。度范圍內(nèi)符合拉烏爾

2、定律。3 3max f一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)完全互溶完全互溶部分互溶部分互溶完全溶容完全溶容 雙液系統(tǒng)分類雙液系統(tǒng)分類 理想液態(tài)混合物理想液態(tài)混合物非理想雙液系統(tǒng)非理想雙液系統(tǒng) 理想液態(tài)混合物理想液態(tài)混合物p不變不變 =1 f=2 稱為稱為 t-x圖圖 t不變不變 =1 f=2 稱為稱為 p-x圖圖1. 理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定t下，下，p-x圖）圖）:xpx)pp(pxpx(ppppxppxppbb*a*b*ab*bb*abab*bba*aa呈呈線線性性關(guān)關(guān)系系- )1 一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)pp

3、a*pb*abxbpapbp定溫下，氣液平衡時(shí)氣相組成為：定溫下，氣液平衡時(shí)氣相組成為：b*a*b*aa*aaax)pp(pxpppy 不同溫度下的不同溫度下的p-x圖圖一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1. 理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定t下，下，p-x圖）圖）在在液液相相中中的的組組成成：在在氣氣相相中中的的組組成成：b,axxb,ayyxpxpyyx)pp(pxpppyybabab*ba*abab*a*b*ab*bbab 1 一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1. 理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定t下，

4、下，p-x圖）圖）二組分理想液態(tài)混合物的二組分理想液態(tài)混合物的p-x-y圖圖ppa*pb*baxap-x(液相線液相線)p-y(氣相線氣相線)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1. 理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定t下，下，p-x圖）圖）（同壓力下）（同壓力下）可推出：可推出：即即，有：，有：為易揮發(fā)組分，即為易揮發(fā)組分，即若若aaaaaababa*b*axyxxyyxxyyppa 11 ppa*pb*baxbp-x(液相線液相線)p-y(氣相線氣相線)xbybp一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1. 理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定理

5、想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定t下，下，p-x圖）圖）p1p2在對(duì)氣體的恒溫加壓過程中在對(duì)氣體的恒溫加壓過程中,隨著壓力的增加隨著壓力的增加,氣體將逐漸液化氣體將逐漸液化pb*gll=gppa*baxa一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1. 理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定t下，下，p-x圖）圖）xbtb(b)tbatb(a)氣相氣相液相液相x2x1x3y1y2y3t-yt-xgl2. 理想液態(tài)混合物在定壓下的理想液態(tài)混合物在定壓下的t-x圖（沸點(diǎn)組成圖）圖（沸點(diǎn)組成圖）一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)蒸餾、精餾一般在恒壓下進(jìn)行，利用

6、蒸餾、精餾一般在恒壓下進(jìn)行，利用t-x圖可討論蒸餾問題。圖可討論蒸餾問題。當(dāng)液態(tài)混合物蒸氣壓等于外壓時(shí)，液態(tài)混合物開始沸騰，此當(dāng)液態(tài)混合物蒸氣壓等于外壓時(shí)，液態(tài)混合物開始沸騰，此時(shí)系統(tǒng)的溫度即為該組成下液態(tài)混合物的沸點(diǎn)。下圖為恒定時(shí)系統(tǒng)的溫度即為該組成下液態(tài)混合物的沸點(diǎn)。下圖為恒定p下，下，t-x-y圖（沸點(diǎn)組成圖）圖（沸點(diǎn)組成圖）tb(b)tbatb(a)氣相氣相液相液相x2x1x3y1y2y3t-yt-xglxb理想液態(tài)混合物的理想液態(tài)混合物的t-x圖圖一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)2. 理想液態(tài)混合物在定壓下的理想液態(tài)混合物在定壓下的t-x圖（沸點(diǎn)組成圖）圖（沸

7、點(diǎn)組成圖）在在t-x圖上，氣相線在液相線之上?；旌衔锏姆悬c(diǎn)不是單圖上，氣相線在液相線之上?；旌衔锏姆悬c(diǎn)不是單一的溫度點(diǎn)一的溫度點(diǎn),而是沸程而是沸程.tbaxbta*tb*氣相氣相液相液相t1t2t3x2x1x3y1y2y3加熱器加熱器理想活塞理想活塞p p 一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)2. 理想液態(tài)混合物在定壓下的理想液態(tài)混合物在定壓下的t-x圖（沸點(diǎn)組成圖）圖（沸點(diǎn)組成圖）pb*（t）pbap 108 c100 c92 c84 ctbaxbx1x1x2x2x3x3x4x4一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)2. 理想液態(tài)混合物在定壓下的理想液態(tài)

8、混合物在定壓下的t-x圖（沸點(diǎn)組成圖）圖（沸點(diǎn)組成圖）xbptpabtb*ta*pb*pa*氣氣氣氣氣氣液液液液一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)t-p-x圖圖一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)t-p-x圖圖tabxatb*ta*glxacedx1x2物系點(diǎn)：系統(tǒng)物質(zhì)的總組成點(diǎn)（不管相的存在狀態(tài)）物系點(diǎn)：系統(tǒng)物質(zhì)的總組成點(diǎn)（不管相的存在狀態(tài)）二、杠桿規(guī)則二、杠桿規(guī)則假設(shè)某壓力下假設(shè)某壓力下液態(tài)混合物液態(tài)混合物沸騰時(shí)氣液平衡的物系點(diǎn)為沸騰時(shí)氣液平衡的物系點(diǎn)為c點(diǎn)，那點(diǎn)，那么有：么有：此此等等式式稱稱杠杠桿桿規(guī)規(guī)則則）（）（）（的的量量的的量量的的總總量

9、量分分配配在在氣氣相相分分配配在在液液相相物物系系點(diǎn)點(diǎn)中中總總總總 212121cencdnxxnxxnxnxnxnnaaaxnxnxnnnnnnglagalglaglglaglba 二、杠桿規(guī)則二、杠桿規(guī)則推廣到任意相圖的兩相平衡區(qū)（液推廣到任意相圖的兩相平衡區(qū)（液-氣、液氣、液-固、固固、固-固平固平衡），杠桿規(guī)則都適用。如橫坐標(biāo)為重量百分?jǐn)?shù)，衡），杠桿規(guī)則都適用。如橫坐標(biāo)為重量百分?jǐn)?shù)，ng、nl改為改為wg、wl（摩爾數(shù)改為重量）。（摩爾數(shù)改為重量）。a：對(duì)拉烏爾定律發(fā)生正偏差：對(duì)拉烏爾定律發(fā)生正偏差 pa pa*xab：對(duì)拉烏爾定律亦發(fā)生正偏差：對(duì)拉烏爾定律亦發(fā)生正偏差 pb pb*xaa：對(duì)拉烏爾定律發(fā)生負(fù)偏差：對(duì)拉烏爾定律發(fā)生負(fù)偏差 pa pa*xab：對(duì)拉烏爾定律亦發(fā)生負(fù)偏差：對(duì)拉烏爾定律亦發(fā)生負(fù)偏差 pb y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 反復(fù)將氣相部分冷凝，反復(fù)將氣相部分冷凝，氣相組成沿氣相線下降，最氣相組成沿氣相線下降，最后得