溶液与相平衡(E)资料

凝聚系统
相图类型
液相完全互溶，固相完全互溶 液相完全互溶，固相部分互溶
VL
液相完全互溶，固相完全不互溶
形成最低、最高恒熔点
LS
形成稳定化合物
形成不稳定化合物
1.相图绘制——热分析法
使一定组成的液态混合物慢慢冷却，记录 其温度随时间的变化，以温度为纵坐标、时间 为横坐标作图，即得冷却曲线。由此可判断在 什么温度时有相变发生，进一步可绘制相图。
%（质量）
Ag
固态部分互溶系统的相图
系统有
t
l
一低共熔 Q点
ab P
l+ S1
AM
L + %质量
l+ S2
NB
作业
3 、5、 7、9、 10 、12、13、14
xB
pA pA pB
2.97 0.230 2.97 9.96
7.精馏
t3 : x3 x2 t2 : y2 x x2 t1 : y1 y2
精馏原理：气液 平衡时气相组成 与液相组成不同
塔底：纯A 或纯B 塔顶：恒沸混合物
塔底：恒沸混合物 塔顶：纯A 或纯B
相图掌握：
点、线、面意义，自由度分析 国车过程在图上的表示 各个状态之间量的关系——杠杆规则
2.固相完全不互溶的两组分系统
a、b—纯物质熔点
E—最低共熔点
aE、bE—溶液凝固点
随溶液组成变化关系； 固体A、B在溶液中的 溶解度随温度的变化 关系。
A:邻硝基氯苯 B:对硝基氯苯
相图绘制——溶解度法
3.固相完全不互溶且生成化合物的系统
A:四氯化碳 B:对二甲苯
水硫酸二元系相图
液—液相图（液-液相互溶解度图）
第三章 多组分体系热力学
与相平衡
例：20 ℃时纯甲苯(A)的饱和蒸气压是2.97KPa， 纯苯(B)的饱和蒸气压是9.96KPa。现将4mol甲苯 和1mol苯组成的溶液(设为理想溶液)放在一个有活 塞的汽缸中，温度保持在20℃ 。开始时活塞上的 压力较大，汽缸内只有液体，随着活塞上的压力 逐渐减小，则溶液逐渐气化。
溶液几乎完全气化时最后一滴溶液,
(2) 气相组成为 yA 0.8
pyB pB xB pyA pA xA
xB 0.069，xA 0.931 p 3.455kPa
(3) xB 0.100 p (2.97 0.9 9.96 0.100)kPa 3.669kP
yB pB xB / p 9.96 0.1/ 3.669 0.271
(4) 溶液在9.00kPa下的沸点为20 ℃
p 2.97xA 9.961 xA kPa 9.00kPa
9.00 9.96 xA 2.97 9.96 0.137
xB 0.863
(5) pA pA xA pB (1 xA ) pB
xA
pB pA pB
9.96 0.770 2.97 9.96
压力足够大时的温度—组成图
t
p=const. g
g+ l g+ l
l
l1+l2
0
xB
1
A
B
气相组成位于液相组成同侧的系统的相图
t
p=const.
Q
g
g+l2
G L1 g+l1
L2 l2
P l1
l1+l2
AM
NB
液态完全互溶、固态完全不互溶系统的相图
t
P
l
A(s)+l
S1
Q
l+B(s)
L
S2
A(s)+B(s)
解：
xA
nA nA nB
4 0.8 4 1
(1) 刚出现气相时,液相的组成 xA 0.8
xB 1 xA 0.2
xB 1 xA 0.2
p pA pB pA xA pB xB (2.97 0.8 9.96 0.2)kPa 4.37kPa
pB pB xB pyB yB pB xB / p 9.96 0.2 / 4.37 0.456 yA 1 yB 0.544
H2O (A)- C6H6OH (B)系统
t
p=const.
e C
b
l
水 (A)- 三乙胺 (B)系统
t
p=const.
l1+l2
L1
d
a L2
l1+l2
tC
0M c
N 100 0
A
%质量
BA
源自文库
C
l
100
%质量 B
水 (A)- 烟碱 (B)系统
t
C p=const.
l1+l2
tC
0 A
C’
l
100
%质量 B
A
xB
B
溶解度法： H2O—(NH4)2SO4系统的相图
t
Q
l+(NH4)2SO4(s)
P
S1 H2O(s)+l L
S2
H2O(s)+(NH4)2SO4(s)
H2O
%（质量）
(NH4)2SO4
生成稳定化合物系统的相图
P
t
R
l
A(s)+l
l+C(s)
L1
l+C(s)
A(s)+C(s)
A
C
Q
l+B(s)
yA 0.728
L
V
0.100
0.2
0.271
nL (0.2 0.100) nV (0.271 0.2)
nL nL 5mol
nL 2.08mol ORo
o
nV 2.92mol
r k
nL
5
0.8 0.9
0.728 0.728
mol
2.08mol
nV (5 2.08)mol 2.92mol
苯 (A)- 硫 (B)系统
t
p=const.
l1+l2 C’
l
C
tC
l1+l2
0
100
A
%质量 B
温度—组成图（气相位于两液相之间）
tg
p=const. 水-正丁醇系统
P
a’ b’c’
Q 区：6个 线：
g+ l1 l1 L1
l1+l2 a
g+ l2
G
L2 l2
bc
0M
A
%质量
N 100
B
L1、L2：两共轭 溶液的相点； L1L2：结线
L2
C(s)+B(s)
xB
B
生成不稳定化合物系统的相图
t
la
a
b
Q
A(s)+l
P S1 L
L’ l+B(s) S1’
l+C(s)
S2
b S2’
生成C(s)
A(s)+C(s) C(s)+B(s)
A
C
B
固态完全互溶系统的相图
t
tA
t1
S1
t2
S
p=const. l
a
L1 l+s S2
b
L2 tB
Au
(1)求刚出现气相时蒸气的组成及压力； (2)求溶液 几乎完全气化时最后一滴溶液的组成及系统的压 力；(3)在气化过程中，若液相的组成变为 xB=0.100，求此时液相和气相的数量；(4)若测得 某组成下，溶液在9.00kPa下的沸点为20 ℃ ，求该 溶液的组成； (5)在20 ℃下若两组分在气相中的蒸 气压相等，则溶液的组成又如何？