第三章 相平衡

第三章相平衡強度狀態(tài)圖學習要求：對單相圖，要求掌握相圖中點線面的意義。重點掌握二組份系統(tǒng)的氣-液、液—液、液—固平衡相圖，熟練運用杠桿規(guī)則計算各相的量，熟悉如何用熱分析法制作液—固平衡相圖，掌握典型相圖的點線面的特點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-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，f=2，雙變量系統(tǒng)（T、p）（2）Φ=2時，f=1，單變量系統(tǒng),p=f(T)

克-克方程（3）Φ=3時，f=0，無變量系統(tǒng)以水系統(tǒng)為例3.1.1水的p-t相圖水的相平衡數據由水的相平衡數據繪成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，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線是冰的熔點隨壓力變化曲線,遵守克拉貝龍方程.注意其斜率為負值.3個面分別是氣,液,固單相區(qū).交點O是三相平衡點,自由度數為0,其溫度比正常熔點高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?????純水冰三相點冰點H2O的三相點與冰點的區(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℃水的三相點和冰點的區(qū)別冰點溫度比三相點溫度低是由兩種因素造成的：（1）因水中溶有空氣，使凝固點下降0.0023℃；（2）因外壓從611.0Pa增加到101.325kPa，使凝固點下降0.0075℃

。兩種結果使冰點比三相點低0.0098℃。t/℃OBAC0.00611

00.01100固氣液C'P/105Pa374.2221H2O的相圖1.01325讀圖要點：讀懂點、線、區(qū)的含義；相區(qū)自由度數；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將吉布斯相律應用于二組分系統(tǒng)

(C=2)f=2－φ

＋2φ

＝1，f＝3最多3個獨立變量(T,p,該相組成)φ

＝2，f＝2φ

＝3，f＝1φ

＝4，f＝0最多4個相平衡共存(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)部分互溶一個液相（液態(tài)混合物）兩個液相（純A+純B）兩個液相（l1+l2）二組分液態(tài)系統(tǒng)的分類氣-液平衡時蒸氣總壓p與液相組成xB的關系: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,由拉烏爾定律設組分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-液平衡時蒸氣總壓p與氣相組成yB的關系:結合式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藍線是液相線,紅線是氣相線.3個區(qū)的相數,相態(tài)和自由度數.f=C－φ+1=3－φ系統(tǒng)點:相圖上表示系統(tǒng)總狀態(tài)(總組成)的點;相點:表示各個相的狀態(tài)(組成)的點.只有一個相時,系統(tǒng)點就是相點,兩相共存時,兩個相點一定位于系統(tǒng)點兩側的相線上,且3點處于一水平線(結線)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)點總是垂直于組成坐標而移動的.從相圖分析恒溫降壓變化過程.實際混合物中苯和甲苯雙液系的性質接近理想混合物,在79.7

℃下實測壓力-組成數據如下:(1)

蒸氣壓‐組成曲線無極值相圖2、實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-組成圖定壓連結線上的不同系統(tǒng)點具有相同的相點(系統(tǒng)點)(相點)(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)C6H6(B)????(1)

蒸氣壓‐組成曲線無極值相圖真實液態(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-組成曲線無極值的類型甲苯(A)-苯(B)系統(tǒng)在101.325Pa下的沸點與兩相組成的關系2液態(tài)完全互溶系統(tǒng)沸點-組成相圖圖3-9C6H5CH3(A)-C6H6(B)系統(tǒng)的沸點-組成圖液相線:泡點線氣相線:露點線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-組成圖(2)

沸點-組成曲線有極值的類型圖3-10H2O(A)-C2H5OH(B)系統(tǒng)的沸點-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最低恒沸點表3-4H2O(A)–C2H5OH(B)系統(tǒng)恒沸溫度及組成隨壓力變化的數據比較：定壓下加熱純液體化合物溶液恒沸混合物

—沸騰時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-組成圖最高恒沸點恒沸點的特點氣、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‐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‐組成圖相同點：液相以任何比例完全互溶都有氣相線和液相線整個相圖，都被氣、液線分成幾個區(qū)域不同點:氣、液相線有無極值無極值：混合物的沸點介于純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)的物質的總量

n（總），則可列如下聯立方程，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)應用杠桿規(guī)則，可求出兩平衡相的物質的量的比（或質量比）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（3）若進行精餾操作，則塔頂得到的是什么組分？（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的正常沸點比組分B的正常沸點高10C。在101.325kPa下將8molA和2molB混合加熱到60C產生第一個氣泡，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時剩下最后一個氣泡，其組成為yB=0.6。（1）畫出此二組分系統(tǒng)在101.325kPa下的沸點一組成圖，并標出各相區(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，

①

求平衡氣相的物質的量；

②

求平衡液相中組分B的活度和活度因子(系數)；

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，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系p=p*A+p*B此關系與兩液相的相對量無關.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比兩純液體的沸點都低.P*(H2O)+P*(C6H6)3.2二組分液態(tài)完全不互溶系統(tǒng)沸點—組成圖水-苯系統(tǒng)在外壓為101.325kPa時的沸點為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（69.9℃）受熱時,水和苯以0.276:0.724的比例同時進入氣相.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-組成圖l(A)+l(B)g(A+B)g(A+B)l(A)g(A+B)l(B)f'=1f'=2E點—共沸點在共沸點受熱蒸發(fā),兩純液體將同時消失.

①點

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(CED線上任一點，除兩端點)以兩純液相和氣相共存.C

,E和

D分別是三個相點.0.724yBE圖3-18 H2O(A)-C6H6(B)

系統(tǒng)的沸點-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液體的蒸餾，優(yōu)點：沸點降低（尤其對高溫易分解的有機物有利），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）實驗(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CKGFab167圖3-19 H2O(A)-C6H5NH2(B)系統(tǒng)的溶解度圖???①線FKG②點：K點—臨界會溶點對應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：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，當溫度t無限接近t1(t=t1-dt)時，有哪幾個相平衡共存？各相的質量是多少？當溫度t剛剛離開t1(t=t1+dt)時有哪幾個相平衡共存?各相的質量各是多少？

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

mA(0.40－0.20)=mB(0.80－0.40)

mA=16kgmB=8kg

當t=t1+dt時，含B較多的液相消失，產生最低共沸點的氣相，則氣、液兩相質量各為12kg。練習題已知A液體的沸點比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進行蒸餾,塔頂餾出物應是____.A.純AB.純BC.ED.B+E

已知溫度為T時,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A在液相中的摩爾分數為0.5時,其在氣相中的摩爾分數為____.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),可能出現的最多相數為______.A.2B.3C.4D.56-2酚與水混合形成相互飽和的兩個液層,該平衡系統(tǒng)的獨立組分數C=_____,相數Φ=______,自由度數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

,此點組成的混合物稱為

,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‐組成圖(1)無極值的沸點‐組成圖(2)有極值的沸點‐組成圖二、二組分液態(tài)完全不互溶系統(tǒng)沸點—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-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-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-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-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-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-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、三個相的組成都不變）

液相線（凝固點降低曲線）E點：液相能存在的最低溫度，也是固相A和B能同時熔化的最低溫度。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結晶分離原理鄰硝基氯苯(A)-對硝基氯苯(B)系統(tǒng)結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結晶器混合液進入B結晶器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)的液固平衡數據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點的溶液冷卻析出的低共熔混體物稱為低熔冰鹽合晶,在實驗室里常用來制冷,得到0℃以下的低溫.水鹽系統(tǒng)相圖可應用于結晶法精制鹽類(見圖示).

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