水盐体系相图及其应用

第二节 简单三元水盐体系相图
表3-1 NaCl－KCl－H2O体系20℃溶解度
序号
液相组成
平衡固相
符号
%（wt）
g/100g H2O
g/100gS
NaCl
KCl
NaCl
KCl
NaCl
H2O
1
26.4
0
35.9
0
100
279
NaCl
A＇
2
23.7
5.0
33.2
7.0
82.6
248
NaCl
3
20.7
10.4
示。
Ａ＇ Ｆ（ｔ３） Ｄ（ｔｅ） Ａ
Ｗ 图3-5 三元立体图
三、空间立体图
2.直角坐标系的立体图
图3-8是简单类型三 元水盐体系直角坐标立
体图的横向放置。纯盐 A、B在无限远处，故 相应的A＇、B＇、E3 B＇ 也在无限远处。图中两 个较大的曲面表示A盐、 B盐的饱和溶液，较小 的W＇E1E2W＇面是冰 t 的饱和溶液面、E为低 共熔点。
P=3，C=3，F=C-P=0 B＇B点盐—的B溶-H解2O度二；元体系中 A＇A点盐—的A溶-H解2度O二；元体系中 P=2，C=2，F=C-P=2-2=0
KCl B
NaCl+KCl+LE
4
KCl+L
3
2 B＇6 5
E
L
4
3 2
1
NaCl+LE
A＇ 1
NaCl A
W
图3-10 NaCl－KCl－H2O体系20℃相图
第一节 图形表示法
一、分类和相律特征 二、三元水盐体系组成表示法 三、空间立体图
一、分类和相律特征
组分数为3的体系是三元体系。 1.由共同离子的两种盐和水构成的体系——三元水盐体系。
如：AM-BM-H2O共同阴离子，或AX-AY-H2O共同阳离子 2. 一种盐和两种非电介质组成的溶液。如：NaNO3－CH3OH－H2O 3.一种酸性氧化物和一种碱性氧化物和水构成的水盐体系
30.2
15.2
66.6
222
NaCl+
E
KCl
4
15.0
13.85
21.1
19.5
52.0
247
KCl
5
5.0
21.3
6.8
28.9
19.0
280
KCl
6
0
25.55
0
34.3
0
291
KCl
B＇
第二节 简单三元水盐体系相图
2．点线面的意义 （1）点： E点是NaCl、KCl与两个固
相ห้องสมุดไป่ตู้衡的饱和溶液，两 盐共饱点。
如：
CaO P2O5 H2O
NH3 CO2 H2O 4. 固相有水合物或复盐生成的三元水盐体系称为复杂三元水盐体系。
对三元水盐体系，相律公式为
B
F=C-P+1=4-P
当P=1时，自由度最大为3。当F=0时，最大相数为4。
恒温恒压时，最大相数为3，自由度最大为2。
O
A
t
二、三元水盐体系组成表示法
设有一个三元水盐体系NaCl－KCl－H2O， 如果用a％、b％、c％分别表示NaCl、KCl、 H2O的质量百分数。则有以下关系：
a％+b％+c％=100% 在三元水盐体系中，仅有两个组分的浓 度是独立变数，另一组分浓度为非独立变数。
二、三元水盐体系组成表示法
1.正三角形（以溶液为基准）
图中M点，通过M点作DE、
FG、HL线分别平行于三角形
C
的三条边。从图中可看出以
H
下的关系： HC=EM=GM=GE=LB= a％ GC=DM=HM=HD=AF= b％
b% D
G a%
M E
AD=FM=LM=BE=FL= c％ A
这样，可在△ABC任一边上 同时读出系统M(M点)的组成。
B
F
L
C%
图3-1 正三角形坐标
二、三元水盐体系组成表示法
2.直角等腰三角形（以溶液为基准）
这种坐标的读数方 法和正三角形法相同。 由于直角等腰三角形有 斜边，其刻度和直角边 上不同，因此，读数时 可只读直角边上的刻度。 这种坐标可以直接在直 角坐标纸上标绘，十分 方便，而且对于近水点 处的图形适当地放大。 系统M（M点）含B30%， 含A为50%，水则自然为 20%。
改变W角
将AB拉向∞
A＇
E
B＇
A＇ E B＇
A＇
E
A＇ E
A
B
A
B
W
B＇
B
W
B＇ B
图3-4 各种坐标的关系
三、空间立体图
Ｂ＇
1.三棱柱坐标系立体图
在平面组成坐标 （ｔ；＇）Ｈ Ｍ＇ 的基础上，再把温
Ｅ２
度坐标加上去，就 （ｔｅ＇）Ｋ
Ｅ３ Ｗ＇
Ｅ１
组成了三棱柱空间
Ｅ
坐标系，如图3-5所
B
Ｈ（ｔ＂）
A M1
b
50%
M
a
W
M2
（H2O） 30%
B
图3-2 直角等腰三角形坐标
二、三元水盐体系组成表示法
3.其他坐标（以局部物质为基准）
（1）以水为基准 （2）以干盐为基准
B
gB/100gH2O
b
50 2
40 4
30 b‘
W
gH2O/100
gS
500
400 a 300
20 1
a 3
10
M
200 2
100
第二节 简单三元水盐体系相图
一．简单三元水盐体系等温图 1．等温图的标绘
（5）划分相区
①共饱溶液点与平衡的两个固相点分别连直线作为相 区划分线，通常每个共饱点能够而且必须引出二条 相区划分线，这种连线是主要的相区划分线。
②任意二个固相点的连线均可作为相区划分线。 ③依上述二条原则作出的相区划分线不得相互穿过。
B(g/100gH2O)
40
30
20
10
E2
E 10 20 30 40
W＇
E1
E3
A(g/100gH2O)
A＇ 图3-8 直角坐标立体图
第二节 简单三元水盐体系相图
一．简单三元水盐体系等温图
1．等温图的标绘 （1）数据分析 主要分析出现的固相是单盐、水合物、复盐、水合复盐或固体溶液，并查取
或计算出它们的组成。 （2）确定坐标系 用正三角形或直角等腰三角形坐标系。在坐标图上标出各组分及各固相的位
第二节 简单三元水盐体系相图
（2）线：
KCl B
P
NaCl
A
• EB＇是KCl的溶解
NaCl+KCl+LE
度曲线，它表示
4
KCl的饱和溶液。
• EA＇是NaCl 的溶 解度曲线，它表示 NaCl 的饱和溶液。
W
10
20a＇30 40 （a）
50
60
A
gA/100gH2O
A 20
W
1
b 3 N4
40 60 80
B
gB/100gS （b）
图3-3 两种坐标
二、三元水盐体系组成表示法
几种常用坐标之间的转换关系可用图3-4表 示。在实际应用上，是通过组成的换算，将有 关图形点标在不同坐标图上的。
W
W
W
A
A
将W打开
置，并将复盐的组成点与表示水的W点用点划线相连，这条线叫“复盐 射线”，它是判断复盐性质的重要依据。 （3）标点 按序号将液相组成点逐一标于图中，同时编号，以免混乱。 （4）连接溶解度曲线 连线原则：具有一个共同平衡固相的液相点可连，如果可连的点只有两个， 则 只能连成直线，如可连的点有三个以上，则应连成圆滑的曲线。