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 通常固定一個變量，平面圖通常固定一個變量，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,同時在全部濃同時在全部濃度范圍內(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，氣液平衡時氣相組成為：定溫下，氣液平衡時氣相組成為：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在對氣體的恒溫加壓過程中在對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（沸點組成圖）圖（沸點組成圖）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行，利用

6、蒸餾、精餾一般在恒壓下進行，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，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，液態(tài)混合物開始沸騰，此時系統(tǒng)的溫度即為該組成下液態(tài)混合物的沸點。下圖為恒定時系統(tǒng)的溫度即為該組成下液態(tài)混合物的沸點。下圖為恒定p下，下，t-x-y圖（沸點組成圖）圖（沸點組成圖）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（沸點組成圖）圖（沸

7、點組成圖）在在t-x圖上，氣相線在液相線之上。混合物的沸點不是單圖上，氣相線在液相線之上?；旌衔锏姆悬c不是單一的溫度點一的溫度點,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（沸點組成圖）圖（沸點組成圖）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（沸點組成圖）圖（沸點組成圖）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：系統(tǒng)物質(zhì)的總組成點（不管相的存在狀態(tài)）物系點：系統(tǒng)物質(zhì)的總組成點（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)混合物沸騰時氣液平衡的物系點為沸騰時氣液平衡的物系點為c點，那點，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點中中總總總總 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：對拉烏爾定律發(fā)生正偏差：對拉烏爾定律發(fā)生正偏差 pa pa*xab：對拉烏爾定律亦發(fā)生正偏差：對拉烏爾定律亦發(fā)生正偏差 pb pb*xaa：對拉烏爾定律發(fā)生負(fù)偏差：對拉烏爾定律發(fā)生負(fù)偏差 pa pa*xab：對拉烏爾定律亦發(fā)生負(fù)偏差：對拉烏爾定律亦發(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