物理化学相平衡知识点
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相平衡
一、主要概念
组分数,自由度,相图,相点,露点,泡点,共熔点,(连)结线,三相线,步冷(冷却)曲线,低共熔混合物(固相完全不互溶)
二、重要定律与公式
本章主要要求掌握相律的使用条件和应用,单组分和双组分系统的各类典型相图特征、绘制方法和应用,利用杠杆规则进行有关计算。
1、相律: F = C - P + n , 其中: C=S-R-R’
(1) 强度因素T,p可变时n=2
(2) 对单组分系统:C=1, F=3-P
(3) 对双组分系统:C=2,F=4-P;应用于平面相图时恒温或恒压,F=3-P。
2、相图
(1)相图:相态与T,p,x的关系图,通常将有关的相变点联结而成。
(2)实验方法:实验主要是测定系统的相变点。常用如下四种方法得到。
对于气液平衡系统,常用方法蒸气压法和沸点法;
液固(凝聚)系统,通常用热分析法和溶解度法。
3、单组分系统的典型相图
对于单组分系统C=1,F=C-P+2=3-P。当相数P=1时,自由度数F=2最大,即为双变量系统,通常绘制蒸气压-温度(p-T)相图,见下图。 B
pl
s
O
Ag psC'Blp液体硫正交硫FDg O硫蒸气
TAATT
(a) 正常相图 (b) 水的相图 (c) 硫的相图
图6-1 常见的单组分系统相图
4、二组分系统的相图
类型:恒压的t-x(y)和恒温的p-x(y)相图。
相态:气液相图和液-固(凝聚系统)相图。
(1)气液相图
根据液态的互溶性分为完全互溶(细分为形成理想混合物、最大正偏差和最大负偏差)、部分互溶(细分为有一低共溶点和有一转变温度的系统)和完全不溶(溶液完全分层)的相图。可以作恒温下的p-x(压力-组成)图或恒压下的t-x(温度-组成)图,见图5-2和图5-3。 1