第三章 相平衡

第三章相平衡強(qiáng)度狀態(tài)圖學(xué)習(xí)要求：對單相圖，要求掌握相圖中點(diǎn)線面的意義。重點(diǎn)掌握二組份系統(tǒng)的氣-液、液—液、液—固平衡相圖，熟練運(yùn)用杠桿規(guī)則計(jì)算各相的量，熟悉如何用熱分析法制作液—固平衡相圖，掌握典型相圖的點(diǎn)線面的特點(diǎn)和任意組成熔體的步冷曲線的繪制及特征。

第3章相圖3.1單組分系統(tǒng)相圖3.2二組分系統(tǒng)氣-液平衡相圖3.2.1二組分液態(tài)完全互溶系統(tǒng)的相圖3.2.2二組分液態(tài)完全不互溶系統(tǒng)的沸點(diǎn)-組成圖3.2.3二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的液液、氣液平衡相圖3.3二組分系統(tǒng)固液平衡相圖3.3.1固、液完全互溶系統(tǒng)固液平衡相圖3.3.2固、液完全不互溶系統(tǒng)固液平衡相圖3.3.3固態(tài)部分互溶、液態(tài)完全互溶系統(tǒng)的液固平衡相圖3.0單組分系統(tǒng)相圖（1）Φ=1時(shí)，f=2，雙變量系統(tǒng)（T、p）（2）Φ=2時(shí)，f=1，單變量系統(tǒng),p=f(T)

克-克方程（3）Φ=3時(shí)，f=0，無變量系統(tǒng)以水系統(tǒng)為例3.1.1水的p-t相圖水的相平衡數(shù)據(jù)由水的相平衡數(shù)據(jù)繪成p-T相圖如下t/℃OBAC0.00611

00.01100固氣液C'P/105Pa374.2221H2O的相圖1.01325OB線：冰的飽和蒸氣壓曲線，遵守克-克方程OC線：水的飽和蒸氣壓曲線，OC線止于臨界點(diǎn)，遵守克-克方程.OC′線依次是過冷水（亞穩(wěn)狀態(tài)）的飽和蒸氣壓曲線,遵守克-克方程;

OA線是冰的熔點(diǎn)隨壓力變化曲線,遵守克拉貝龍方程.注意其斜率為負(fù)值.3個(gè)面分別是氣,液,固單相區(qū).交點(diǎn)O是三相平衡點(diǎn),自由度數(shù)為0,其溫度比正常熔點(diǎn)高0.01K.從相圖分析恒壓變溫和恒溫變壓過程的相變化(見圖).克拉佩龍方程適用于純物質(zhì)的任意兩相平衡.對于水的熔化過程又由于Vm=Vm(l)－Vm(s)0,故p-T線幾乎是垂直的.為什么滑冰時(shí)冰更容易融化？

t/℃OBAC0.00611

00.01100固氣液C'P/105Pa374.2221H2O的相圖1.01325OC線斜率為正斜率為正OB線H2O的p-t圖P/105Pat/℃OBAC0.006110.01固氣液C'374.2221bcdfa?????純水冰三相點(diǎn)冰點(diǎn)H2O的三相點(diǎn)與冰點(diǎn)的區(qū)別被空氣飽和的水冰水蒸氣

p=611Pa

t=0.01℃空氣和水蒸氣p=101.325kPat=0℃水的三相點(diǎn)和冰點(diǎn)的區(qū)別冰點(diǎn)溫度比三相點(diǎn)溫度低是由兩種因素造成的：（1）因水中溶有空氣，使凝固點(diǎn)下降0.0023℃；（2）因外壓從611.0Pa增加到101.325kPa，使凝固點(diǎn)下降0.0075℃

。兩種結(jié)果使冰點(diǎn)比三相點(diǎn)低0.0098℃。t/℃OBAC0.00611

00.01100固氣液C'P/105Pa374.2221H2O的相圖1.01325讀圖要點(diǎn)：讀懂點(diǎn)、線、區(qū)的含義；相區(qū)自由度數(shù)；會描述系統(tǒng)狀態(tài)變化情況.OCABslg-56.50.518t/℃p/MPaTC=304.2K=31℃pC=7.39MPaVC=94cm3·mol-13.1.2CO2的p-T圖及超臨界CO2流體超臨界7.3831.06將吉布斯相律應(yīng)用于二組分系統(tǒng)

(C=2)f=2－φ

＋2φ

＝1，f＝3最多3個(gè)獨(dú)立變量(T,p,該相組成)φ

＝2，f＝2φ

＝3，f＝1φ

＝4，f＝0最多4個(gè)相平衡共存(無變量) §3-2

二組分系統(tǒng)氣-液平衡相圖指定溫度,則有壓力-組成圖

;指定壓力,則有溫度-組成圖.f′=

3-φ

f′=3-φ=4-φ二組分液態(tài)系統(tǒng)的分類

l(A+B)

g(A+B)

l(A)

g(A+B)完全互溶系統(tǒng)完全不互溶系統(tǒng)部分互溶系統(tǒng)

l(B)

1α（A+B）

g(A+B)1β(A+B)二組分系統(tǒng)液態(tài)完全互溶液態(tài)完全不互溶液態(tài)部分互溶一個(gè)液相（液態(tài)混合物）兩個(gè)液相（純A+純B）兩個(gè)液相（l1+l2）二組分液態(tài)系統(tǒng)的分類氣-液平衡時(shí)蒸氣總壓p與液相組成xB的關(guān)系:又故得xA＝1－xB

gpyAyBpApBxAxBl

T一定理想液態(tài)混合物的氣-液平衡A和B均滿足pB

=p*BxB

在溫度T下兩相平衡時(shí),由拉烏爾定律設(shè)組分A和B形成理想液態(tài)混合物(見圖).3.2.1液態(tài)完全互溶系統(tǒng)相圖1、理想液體混合物的蒸氣壓-組成相圖由分壓定律有yB=pB/

p=pB*xB/p氣-液平衡時(shí)蒸氣總壓p與氣相組成yB的關(guān)系:結(jié)合式p=pA*+(pB*-pA*)xB和式y(tǒng)B=pB*xB

/p可得以p對yB作圖,可得一曲線,即壓力-組成圖上的氣相線.

pB*0A1BpxB(yB)

pApB

二組分理想液態(tài)混合物的壓力-組成圖p=f(xB)p=f(yB)pA*T一定lgl+g藍(lán)線是液相線,紅線是氣相線.3個(gè)區(qū)的相數(shù),相態(tài)和自由度數(shù).f=C－φ+1=3－φ系統(tǒng)點(diǎn):相圖上表示系統(tǒng)總狀態(tài)(總組成)的點(diǎn);相點(diǎn):表示各個(gè)相的狀態(tài)(組成)的點(diǎn).只有一個(gè)相時(shí),系統(tǒng)點(diǎn)就是相點(diǎn),兩相共存時(shí),兩個(gè)相點(diǎn)一定位于系統(tǒng)點(diǎn)兩側(cè)的相線上,且3點(diǎn)處于一水平線(結(jié)線)上(因系統(tǒng)壓力,蒸氣壓力和液相壓力等同).恒組成系統(tǒng)的相變過程,系統(tǒng)點(diǎn)總是垂直于組成坐標(biāo)而移動(dòng)的.從相圖分析恒溫降壓變化過程.實(shí)際混合物中苯和甲苯雙液系的性質(zhì)接近理想混合物,在79.7

℃下實(shí)測壓力-組成數(shù)據(jù)如下:(1)

蒸氣壓‐組成曲線無極值相圖2、實(shí)際液體混合物的蒸氣壓-組成相圖圖3-5C6H5CH3(A)-C6H6(B)系統(tǒng)的蒸汽壓-組成圖0.00.20.40.60.81.00.80.60.20.40.00.00.20.40.60.81.0g(A+B)t=79.7

℃l(A+B)l(A+B)g(A+B)f'=2f'=2f'=1C6H5CH3(A)yB

xBp/102kPaC6H6(B)f'=2－φ＋1

液相線(直線)氣相線l(A+B)C6H5CH3(A)C6H6(B)yB0.00.20.40.60.81.00.80.60.20.40.00.00.20.40.60.81.0t/℃g(A+B)t=79.7

℃yB=0.60MLG

xBl(A+B)xB=0.35x'B=0.43M'xB=0.50l(A+B)g(A+B)p/102kPa圖3-5C6H5CH3(A)-C6H6(B)系統(tǒng)的蒸汽壓-組成圖定壓連結(jié)線上的不同系統(tǒng)點(diǎn)具有相同的相點(diǎn)(系統(tǒng)點(diǎn))(相點(diǎn))(1)

蒸氣壓‐組成曲線無極值相圖l(A+B)C6H5CH3(A)yB0.00.20.40.60.81.00.80.60.20.40.00.00.20.40.60.81.0t/℃g(A+B)t=79.7

℃yG,B=0.60MLG

xBl(A+B)xL,B=0.35xB=050M'lgp/102kPa圖3-5C6H5CH3(A)-C6H6(B)系統(tǒng)的蒸汽壓-組成圖(相點(diǎn))C6H6(B)????(1)

蒸氣壓‐組成曲線無極值相圖真實(shí)液態(tài)混合物圖3-6H2O(A)-C3H6O(B)系統(tǒng)的蒸汽壓-組成圖正偏差—液相線略向上凸；負(fù)偏差—液相線略向下凹。0.240.180.060.120.300.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0t=25℃l(A+B)g(A+B)l(A+B)g(A+B)H2O(A)C3H6O(B)yBxBp/102kPa(1)

蒸氣壓‐組成曲線無極值相圖(2)

蒸氣壓‐組成曲線有極值蒸氣壓有極大值yB=xB，氣相線與液相線相切圖3-7H2O(A)-C2H5OH(B)系統(tǒng)的蒸汽壓-組成圖C2H5OH(B)0.00.20.40.60.81.0t=60℃l(A+B)g(A+B)lgH2O(A)yBxBp/102kPa0.80.60.20.41.00.00.00.20.40.60.81.0yB=0.92xB=0.92左半支：右半支：yB>xByB<xB圖3-8CHCl3(A)-C3H6O(B)系統(tǒng)的蒸汽壓-組成圖0.00.20.40.60.81.0l(A+B)g(A+B)CHCl3(A)C3H6O(B)yBxBp/102kPa1.00.90.70.80.00.00.20.40.60.81.0yB=0.36xB=0.36t=55.1℃lglgP=0.75×105Pa(2)

蒸氣壓‐組成曲線有極值(1)

沸點(diǎn)-組成曲線無極值的類型甲苯(A)-苯(B)系統(tǒng)在101.325Pa下的沸點(diǎn)與兩相組成的關(guān)系2液態(tài)完全互溶系統(tǒng)沸點(diǎn)-組成相圖圖3-9C6H5CH3(A)-C6H6(B)系統(tǒng)的沸點(diǎn)-組成圖液相線:泡點(diǎn)線氣相線:露點(diǎn)線0.00.20.81.0l(A+B)C6H5CH3(A)C6H6(B)xByB12010060800.00.00.20.81.0t/℃g(A+B)p=101325Pagl0.40.60.40.6x2，By1，Bm3m2m1mMLG1.0yB0.00.20.40.60.8l(A+B)C6H5CH3(A)C6H6(B)xB12010060800.00.00.20.40.60.81.0t/℃g(A+B)p=101325Pal(A+B)g(A+B)1.0C6H5CH3(A)C6H6(B)yB0.00.20.40.60.80.80.60.20.40.00.00.20.40.60.81.0t/℃g(A+B)t=79.7

℃

xBl(A+B)l(A+B)g(A+B)p/102kPa圖3-5C6H5CH3(A)-C6H6(B)系統(tǒng)的蒸汽壓-組成圖圖3-9C6H5CH3(A)-C6H6(B)系統(tǒng)的沸點(diǎn)-組成圖(2)

沸點(diǎn)-組成曲線有極值的類型圖3-10H2O(A)-C2H5OH(B)系統(tǒng)的沸點(diǎn)-組成圖0.00.20.40.60.81.0g(A+B)H2O(A)C2H5OH(B)xByBt/℃12010060800.00.20.40.60.81.0p=101325Pa78.15℃l(A+B)xB=0.897yB=0.897最低恒沸點(diǎn)表3-4H2O(A)–C2H5OH(B)系統(tǒng)恒沸溫度及組成隨壓力變化的數(shù)據(jù)比較：定壓下加熱純液體化合物溶液恒沸混合物

—沸騰時(shí)tb*恒定，組成始終不變；—沸騰區(qū)間t1~t2，組成不斷改變；—沸騰時(shí)t不變，定壓下組成有定值。0.00.20.40.60.81.0l(A+B)g(A+B)CH3Cl(A)C3H6O(B)xByBt/℃706555600.00.20.40.60.81.0p=101325PaxB=0.215yB=0.215g(A+B)l(A+B)64.4℃圖3-11CHCl3(A)-C3H6O(B)

系統(tǒng)沸點(diǎn)-組成圖最高恒沸點(diǎn)恒沸點(diǎn)的特點(diǎn)氣、液相線相切

氣、液相組成相等恒沸溫度和恒沸組成隨壓力而變2

液態(tài)完全互溶系統(tǒng)的沸點(diǎn)‐組成圖0.00.20.40.60.81.0l(A+B)C6H5CH3(A)C6H6(B)xByB12010060800.00.00.20.40.60.81.0t/℃g(A+B)p=101325Pal(A+B)g(A+B)0.00.20.40.60.81.0g(A+B)H2O(A)C2H5OH(B)xByBt/℃12010060800.00.20.40.60.81.0p=101325Pa78.15℃l(A+B)xB=0.897yB=0.8972

液態(tài)完全互溶系統(tǒng)的沸點(diǎn)‐組成圖相同點(diǎn)：液相以任何比例完全互溶都有氣相線和液相線整個(gè)相圖，都被氣、液線分成幾個(gè)區(qū)域不同點(diǎn):氣、液相線有無極值無極值：混合物的沸點(diǎn)介于純A、B兩者之間yB>xB易揮發(fā)可用精餾的方法分離杠桿規(guī)則l(A+B)g(A+B)t/℃g(A+B)l(A+B)xBp一定ABgklxB圖3-12杠桿規(guī)則若已知系統(tǒng)的物質(zhì)的總量

n（總），則可列如下聯(lián)立方程，解得

n（l），n（g）：n（l）+n（g）=n（總）(1)(2)杠桿規(guī)則適用于任何兩相平衡系統(tǒng)應(yīng)用杠桿規(guī)則，可求出兩平衡相的物質(zhì)的量的比（或質(zhì)量比）精餾分離原理圖3-13精餾分離原理0.00.20.40.60.81.0l(A+B)g(A+B)C6H5CH3(A)C6H6(B)xByBt/℃140120801000.00.20.40.60.81.0t3t2t1t4t5???????????????O

0.00.20.81.0

(A)

(B)xB12010060800.00.00.20.81.0t/℃p=101325Pa0.40.60.40.6（1）請寫出綠線和紅線的名稱（2）各相區(qū)的穩(wěn)定相態(tài)，自由度數(shù)（3）若進(jìn)行精餾操作，則塔頂?shù)玫降氖鞘裁唇M分？（4）描述系統(tǒng)從狀態(tài)a緩慢地變化到b狀態(tài)相變化情況，第一滴液滴的組成？最后一個(gè)氣泡的組成？Ⅱ

Ⅰ

Ⅲ

?a

b例1.A，B二組分在液態(tài)完全互溶，已知液體B在80C下蒸氣壓力為101.325kPa，氣化焓為30.76kJ·mol-1。組分A的正常沸點(diǎn)比組分B的正常沸點(diǎn)高10C。在101.325kPa下將8molA和2molB混合加熱到60C產(chǎn)生第一個(gè)氣泡，其組成為yB=0.4，繼續(xù)在101.325kPa下恒壓封閉加熱到70C，剩下最后一滴液其組成為xB=0.1。將7molB和3molA氣體混合，在101.325kPa下冷卻到65C產(chǎn)生第一滴液體，其組成為xB=0.9，繼續(xù)定壓封閉冷卻到55C時(shí)剩下最后一個(gè)氣泡，其組成為yB=0.6。（1）畫出此二組分系統(tǒng)在101.325kPa下的沸點(diǎn)一組成圖，并標(biāo)出各相區(qū)；解：（1）見右圖：t/℃p=101.325kPa10040ABxB010.40.86080

（2）8molB和2molA的混合物在101.325kPa，65℃時(shí)，

①

求平衡氣相的物質(zhì)的量；

②

求平衡液相中組分B的活度和活度因子(系數(shù))；

③

此混合物能否用簡單精餾的方法分離為純A組分與純B組分？為什么？（2）①系統(tǒng)點(diǎn)組成為8.0288=+=XB217.09.08.09.0)()g(=--=總nnmol52mol282)()(=+==）（總ngn氣相為

5mol；

t/℃p=101.325kPa10040ABxB010.40.86080A，B二組分在液態(tài)完全互溶，已知液體B在80C下蒸氣壓力為101.325kPa，氣化焓為30.76kJ·mol-1。

xB=0.9，yB=0.7

組分B在65C時(shí)的蒸汽壓為：則p*B(65C)=63.6kPa②解：

aB=f

BxB=1.2390.9=1.1

③因圖中有恒沸點(diǎn)，單純用精溜方法只能得到純B及恒沸混合物而不能得到純A。333343363373T/Kp/102kPa2.21.41.00.20.61.8P*(H2O)P

*(C6H6)353水和苯的蒸氣壓與溫度的關(guān)系p=p*A+p*B此關(guān)系與兩液相的相對量無關(guān).兩種完全不互溶液體組成的系統(tǒng),一定的溫度下所以，在一定外壓下,兩互不相溶液體的共沸點(diǎn)比兩純液體的沸點(diǎn)都低.P*(H2O)+P*(C6H6)3.2二組分液態(tài)完全不互溶系統(tǒng)沸點(diǎn)—組成圖水-苯系統(tǒng)在外壓為101.325kPa時(shí)的沸點(diǎn)為t=69.9℃,該溫度下苯和水的飽和蒸氣為分別為73359.3Pa和27965Pa,故氣相組成在恒壓下,該三相平衡系統(tǒng)的自由度數(shù)水-苯不互溶系統(tǒng)的氣-液-液三相平衡苯

pTx苯=1水

pTx水=1gpTx苯(G)724.0)HC()OH()HC()HC(66*2*66*66=+=pppy在共沸點(diǎn)（69.9℃）受熱時(shí),水和苯以0.276:0.724的比例同時(shí)進(jìn)入氣相.f=C－Φ+1=2－3+1=0yBE0.00.20.40.60.81.0H2O(A)C6H6(B)xBt/℃1008040600.00.20.40.60.81.0p=101325PaCD?????69.9圖3-18H2O(A)-C6H6(B)系統(tǒng)的沸點(diǎn)-組成圖l(A)+l(B)g(A+B)g(A+B)l(A)g(A+B)l(B)f'=1f'=2E點(diǎn)—共沸點(diǎn)在共沸點(diǎn)受熱蒸發(fā),兩純液體將同時(shí)消失.

①點(diǎn)

②線

水平線CED—三相線l(A)+l(B)==gE(A+B)加熱冷卻f'=0系統(tǒng)點(diǎn)(CED線上任一點(diǎn)，除兩端點(diǎn))以兩純液相和氣相共存.C

,E和

D分別是三個(gè)相點(diǎn).0.724yBE圖3-18 H2O(A)-C6H6(B)

系統(tǒng)的沸點(diǎn)-組成圖0.00.20.40.60.81.0l(A)+l(B)H2O(A)C6H6(B)xBt/℃1008040600.00.20.40.60.81.0p=101325PayB=0.724CD?????69.9?a

b?M?Ng(A+B)水蒸氣蒸餾原理可用于和水完全不互溶的有機(jī)液體的蒸餾，優(yōu)點(diǎn)：沸點(diǎn)降低（尤其對高溫易分解的有機(jī)物有利），容易分離3.2.3二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)（1）液、液平衡（溶解度圖）實(shí)驗(yàn)(以苯胺和水為例）隨T↑，溶解度增大；至某溫度以上，二者又可完全互溶→兩個(gè)液層（苯胺層和水層）再加B→完全溶解，均一液相；定壓，恒溫下，再加B→

B在水中的飽和溶液；少量苯胺B投入水中0.00.20.40.60.81.0l(A+B)l(A+B)l(A+B)H2O(A)C6H5NH2(B)wBt/℃1601204080p=常數(shù)CKGFab167圖3-19 H2O(A)-C6H5NH2(B)系統(tǒng)的溶解度圖???①線FKG②點(diǎn)：K點(diǎn)—臨界會溶點(diǎn)對應(yīng)t—臨界會溶溫度f'

=C

-

'

+1'—不包括氣相；f'

=1f'

=2③各相區(qū)的穩(wěn)定相態(tài)？f'？0.00.20.40.60.81.0l(A+B)l(A+B)l(A+B)H2O(A)C6H5NH2(B)wBt/℃1601204080p=常數(shù)CKllGF圖3-19 H2O(A)-C6H5NH2(B)系統(tǒng)的溶解度圖???杠桿規(guī)則abo?系統(tǒng)點(diǎn)o的組成lα(A+B)、lβ(A+B)

共軛溶液水相胺相圖3-20H2O(A)-n-C4H9OH(B)系統(tǒng)的液、液、氣平衡相圖0.00.20.40.60.81.0H2O(A)n-C4H9OH(B)wBt/℃12010060800.00.20.40.60.81.0p1=常數(shù)GFCED??????（2）二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的液、液、氣平衡相圖圖3-20H2O(A)-n-C4H9OH(B)系統(tǒng)的液、液、氣平衡相圖0.00.20.40.60.81.0H2O(A)n-C4H9OH(B)wBt/℃12010060800.00.20.40.60.81.0p1=常數(shù)GFCED??????H2O(A)-n-C4H9OH(B)系統(tǒng)的溶解度圖0.00.20.40.60.81.0H2O(A)n-C4H9OH(B)l(A+B)l(A+B)l(A+B)wBt/℃1201006080p2=常數(shù)CKGF124.75??wB0.00.20.40.60.81.0（2）二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的液、液、氣平衡相圖圖3-20H2O-n-C4H9OH系統(tǒng)的液、液、氣平衡相圖0.00.20.40.60.81.0H2O(A)n-C4H9OH(B)wBt/℃12010060800.00.20.40.60.81.0p1=常數(shù)GFCED??????H2O(A)C2H5OH(B)圖3-10H2O-C2H5OH系統(tǒng)的t-x圖0.00.20.40.60.81.0xBt/℃12010060800.00.20.40.60.81.0p=101325Pa0.00.20.40.60.81.0g(A+B)H2O(A)n-C4H9OH(B)wBwBt/℃12010060800.00.20.40.60.81.0l(A+B)l(A+B)p=常數(shù)wB=0.58l(A+B)l(A+B)GFCEDg(A+B)l(A+B)g(A+B)l(A+B)圖3-20H2O-n-C4H9OH系統(tǒng)的液、液、氣平衡相圖??????②線①點(diǎn)：E③各相區(qū)的穩(wěn)定相態(tài)？f'？水平線CED——三相平衡線二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的液、液、氣平衡相圖l(A+B)+l(A+B)+gE

(A+B)圖3-20H2O(A)-n-C4H9OH(B)系統(tǒng)的液、液、氣平衡相圖0.00.20.40.60.81.0g(A+B)H2O(A)n-C4H9OH(B)wBwBt/℃12010060800.00.20.40.60.81.0l(A+B)l(A+B)p=常數(shù)wB=0.58l(A+B)l(A+B)GFCEDg(A+B)l(A+B)g(A+B)l(A+B)??????a例1A，B二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的氣—液平衡相圖如下：（1）標(biāo)明各區(qū)域中的穩(wěn)定相；

（2）將14.4kg純A液體和9.6kg純B液體混合后加熱，當(dāng)溫度t無限接近t1(t=t1-dt)時(shí)，有哪幾個(gè)相平衡共存？各相的質(zhì)量是多少？當(dāng)溫度t剛剛離開t1(t=t1+dt)時(shí)有哪幾個(gè)相平衡共存?各相的質(zhì)量各是多少？

解:（1）相區(qū)①，②，③，④，⑤，⑥ 相態(tài)及成分分別為g(A+B)，l1(A+B)，g+l，g+l，l2(A+B)，l1+l2

當(dāng)t無限接近t1時(shí)，有兩液相共存，設(shè)含組分A較多的相的質(zhì)量為mA，另一相質(zhì)量為mB由杠桿規(guī)則

mA(0.40－0.20)=mB(0.80－0.40)

mA=16kgmB=8kg

當(dāng)t=t1+dt時(shí)，含B較多的液相消失，產(chǎn)生最低共沸點(diǎn)的氣相，則氣、液兩相質(zhì)量各為12kg。練習(xí)題已知A液體的沸點(diǎn)比B液體高,且兩者能形成低共沸混合物E.將任意比例的A和B進(jìn)行蒸餾,塔頂餾出物應(yīng)是____.A.純AB.純BC.ED.B+E

已知溫度為T時(shí),液體A的蒸氣壓為13330Pa,液體B的蒸氣壓為6665Pa.若A與B形成理想液態(tài)混合物,則當(dāng)A在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)為0.5時(shí),其在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)為____.A.1/3B.1/2C.2/3D.3/46-1只受環(huán)境溫度和壓力影響的二組分平衡系統(tǒng),可能出現(xiàn)的最多相數(shù)為______.A.2B.3C.4D.56-2酚與水混合形成相互飽和的兩個(gè)液層,該平衡系統(tǒng)的獨(dú)立組分?jǐn)?shù)C=_____,相數(shù)Φ=______,自由度數(shù)f=_______.6-4如果完全互溶的二組分液體混合物對拉烏爾定律有較大的正偏差,在T-x相圖中就有一個(gè)

,此點(diǎn)組成的混合物稱為

,具有

相等和

恒定的特征。雙組分液態(tài)系統(tǒng)相圖1.液態(tài)完全互溶系統(tǒng)的蒸氣壓‐組成圖(1)無極值的蒸氣壓‐組成圖(2)有極值的蒸氣壓‐組成圖2.液態(tài)完全互溶系統(tǒng)的沸點(diǎn)‐組成圖(1)無極值的沸點(diǎn)‐組成圖(2)有極值的沸點(diǎn)‐組成圖二、二組分液態(tài)完全不互溶系統(tǒng)沸點(diǎn)—組成圖三、二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)（2）二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的液、液、氣平衡相圖（1）液、液平衡（溶解度圖）一、二組分液態(tài)完全互溶系統(tǒng)3.3二組分系統(tǒng)固、液平衡相圖按固態(tài)互溶情況2.液態(tài)完全互溶而固態(tài)完全不互溶3.液態(tài)完全互溶而固態(tài)部分互溶1.液態(tài)、固態(tài)完全互溶熱分析法相圖繪制方法溶解度法圖3-30Ge(A)-Si(B)系統(tǒng)的熔點(diǎn)-組成圖0.00.20.40.60.81.0Ge(A)Si(B)xBT/K??ABt/℃圖a液態(tài)完全互溶沸點(diǎn)-組成圖xBp一定

1、二組分固、液態(tài)完全互溶的固-液平衡相圖s(A+B)l(A+B)l(A+B)g(A+B)g(A+B)l(A+B)s(A+B)l(A+B)t/℃0.00.20.40.60.81.0Ge(A)Si(B)xBs(A+B)l(A+B)s+lt1L1S1t2L2S2a圖aGe(A)-Si(B)系統(tǒng)的熔點(diǎn)-組成圖??液相線固相線f=C-Φ+1f’=2f’=1f’=2T/Kτ/sa

1、二組分固、液態(tài)完全互溶的固-液平衡相圖步冷曲線的繪制2液態(tài)完全互溶而固態(tài)完全不互溶s(A)+s(B)ls(A)+l

s(B)Ls(A)l+s(B)cabde由步冷曲線(a)作Bi-Cd系統(tǒng)的溫度-組成圖(b)(a)t/st/℃(b)wBBiCdt/℃020406080100321271aCd0%271140eCd100%321bCd20%14040%cCd40%40%dCd70%40%共晶體包裹A晶體共晶體共晶體包裹B晶體熱分析法、系統(tǒng)步冷過程F=1-2+1=0F=2-2+1=1F=2-3+1=0

H2O-C6H6系統(tǒng)的沸點(diǎn)-組成圖0.00.20.40.60.81.0H2O(A)C6H6(B)xBt/℃804060p=101325Pa?????69.9EDC0.00.20.40.60.81.0鄰硝基氯苯（A)對硝基氯苯（B)xB80602040t/℃鄰硝基氯苯（A)-對硝基氯苯（B)

系統(tǒng)的熔點(diǎn)-組成圖???2液態(tài)完全互溶而固態(tài)完全不互溶100S(A)+S(B)L(A+B)L(A+B)+S(B)L(A+B)+S(A)g(A+B)l(A)+l(B)g(A+B)l(A)g(A+B)l(B)固相線圖3-23鄰硝基氯苯（A)-對硝基氯苯（B)

系統(tǒng)的熔點(diǎn)-組成圖0.00.20.40.60.81.0鄰硝基氯苯（A)對硝基氯苯（B)xB80602040t/℃???EDCl(A+B）l(A+B）+sBs(A)+l(A+B）s(A)+s(B)共晶線（溫度、三個(gè)相的組成都不變）

液相線（凝固點(diǎn)降低曲線）E點(diǎn)：液相能存在的最低溫度，也是固相A和B能同時(shí)熔化的最低溫度。2液態(tài)完全互溶而固態(tài)完全不互溶0.00.20.40.60.81.0鄰硝基氯苯（A)對硝基氯苯（B)xB80602040t/℃???EDCl(A+B）l(A+B）+sBs(A)+l(A+B）s(A)+s(B)aa’a’’T/Kτ/sf=C-Φ+1e步冷曲線的繪制2液態(tài)完全互溶而固態(tài)完全不互溶結(jié)晶分離原理ClNO2ClNO2ClClNO2混酸(HNO3+H2SO4）w=0.33w=0.01w=0.66如何分離？鄰、對位硝基氯苯的物理常數(shù)結(jié)晶分離原理鄰硝基氯苯(A)-對硝基氯苯(B)系統(tǒng)結(jié)晶分離原理示意圖鄰硝基氯苯分離出對硝基氯苯分離出鄰硝基氯苯精餾釜底液送往A結(jié)晶器混合液進(jìn)入B結(jié)晶器l+s(B)0.00.20.40.60.81.0對硝基氯苯xBS(A)+ls(A)+s(B)t/℃l+gl24624232.982.214.7送往精餾塔A含量增加不同溫度下H2O-(NH4)2SO4系統(tǒng)的液固平衡數(shù)據(jù)溶解度法繪制相圖水-鹽系統(tǒng)相圖0.00.20.4

0.6

0.8

1.0

8040-40

0120-80p=101.3kPaH2O(A)(NH4)2SO4wBs(A)+s(B)lt/℃l+s(B)CDNLE(0.384,-19.05℃)s(A)+lH2O(A)－(NH4)2SO4系統(tǒng)的固-液平衡相圖23狀態(tài)為E點(diǎn)的溶液冷卻析出的低共熔混體物稱為低熔冰鹽合晶,在實(shí)驗(yàn)室里常用來制冷,得到0℃以下的低溫.水鹽系統(tǒng)相圖可應(yīng)用于結(jié)晶法精制鹽類(見圖示).

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