最新南京工业大学物理化学课件——第六章相平衡
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• 二组分系统分类： • ①二组分的气～液系统 :用来讨论二种液体混合所形成的系统的
分离、提纯、蒸馏等等。
• ②二组分的固—液系统 :它包括水盐系统和合金系统两大类。
§6-3 二组分理想液态混合物的气—液平衡图
• 这类相图是气—液平衡相图中最有规律性、最重要的相图。
• 两种纯液体组分，可以以任意的比例相互混合成均一液相系统， 这个系统就是理想液态混合物，又称为完全互溶双液系，那么该 组分A和B在一定温度T下气液两相平衡时，应遵循拉乌尔定律：
不能再任意更改，换句话说，一定温度下的水对应一定的饱和蒸气压。 • OA线向上延伸到A点，该点为水的临界点 （ PC 218atm，TC 64.73K ），在
临界温度以上，液态水不再存在。 • OA线向下延长超过O点，沿虚线OD延伸，这种现象称为过冷现象，这一状态
下的水是过冷水。过冷水是处于一种不稳定的气—液平衡状态，称为亚稳 状态。
• 因Y 而A ，P P A 只 要P A 知* x P A 道A * P 一x B * 定x B 温 P 度A * 下x A P 纯 A P * B 组x * A 分1 的x A 饱和蒸气压PA * , PB *
• ， 就能根据溶液的组成求出和它平衡共存的气相的组
成。
YB
PB P
PBPB*•xB
若用R表示各化学反应的“独立的化学平衡数”时，则C与S之间 的关系可表示为C=S－R
例：H2和O2高温条件下或催化剂作用下化合生成水
注意 点：R指的是“独立”的化学平衡数
• 举例说明：气相中存在如下反应：
•
CO + H2O = CO2 + H2
(1)
•
H2 + O2 = H2O
(2)
•
CO +O2 = CO2
§6-3 二组分理想液态混合物的气—液平衡图
• 某一温度下的压力～组成图。
§6-3 二组分理想液态混合物的气—液平衡图
P A P B P A x B
• 这个式子就是总蒸气压P与液相组成的关系曲线方程。 • 其P～X图如下： • 这里我们得到的是压力~液相组成曲线。
§6-3 二组分理想液态混合物的气—液平衡图 • 压力~液相组成曲线
•
§6-3 二组分理想液态混合物的气—液平衡图
• 气相的 组成用 y B 来表示，则有
P P A P B P A * • x A P B * • x B
P A * • 1 x B P B * • x B
P A * P B * P A * • x B
•∴
§6-3 二组分理想液态混合物的气—液平衡图
YBPA*P PB B* * •xPB A*•xB
xBPB*P PA A** •Y PB B*•YB
• 1、定温下的压力——组成图（p～x）
• 首先讨论某一温度下，气—液平衡总蒸气压P与液相组成xB的关 系曲线：
• 因 PAPA•xA
PB PB•xB
• 那么定温下的总蒸气压为 ：
P P A P B P A • x A P B • x B
P A • 1 x B P B • x B
§6-2 单组分系统相图
• （2）OB线：是冰与水的两相平衡线：即冰的溶解曲线，在曲线上 P=2、F=1。
• （3）OC线：是冰和汽的两相平衡线，称为冰的升华曲线，与OA 相似，在此线上P=2、F=1。
• 3、点 • 相图中的O点，称为三相点，它是OA、OB、OC三条线的交点，
此时P=3、F=0，即表示系统处于此状态时，水、汽和冰三相平衡 共存、温度压力都有确定的数值，不能随意更动。否则会引起一 相或两相消失。 • 水的三相点：P61.60k2P，a T27 .13 K 6
PPB*P PAA**•PP BB**•YB
• 把液相线和气相线画在同一张图上就得到某一温度下的压力～组
成图。
• 在该图中，上面一条直线是 P～ x B 的关系曲线，是液相区域和
气-液两相平衡区域的相分界线 （液相线）。 • 下面一条曲线是P～ y B 的关系曲线，是气相区域和气-液两相平
衡区域的相分界线 （气相线）。
态，也就是要用立体模型图来表述，为了简化讨论，我们常常固 定其中的一个量，用两个变量，以平面图的形式讨论状态的变化， 此时，经常运用的相图是定温下的压力~组成图（p～x）和定压 下的温度—组成图（T～X） • ②F=0时，系统平衡共存的最多相数P=4，此时系统的温度、压力 及各个相的组成必须为某确定值而不能任意指定。
变而不会引起旧相消失，新相生成； • 2、线：不相重合的两个面的共同部分为线 。 • OA、OB、OC线都代表了两相平衡共存 • P=2、F=1 ；表示温度和Fra Baidu bibliotek力这两个变量中，只有一个是独立的， • （1）OA线：是水和水汽的两相平衡线，即是水的饱和蒸气压曲线， • 系统处于线上，气液两相平衡共存，F=1表示指定了温度则压力就随之而定，
(3)
§6-2 单组分系统相图
• 水的相图 ：
§6-2 单组分系统相图
• 水的相图分析 • 1、面 • 图中OA、OB、OC三条实线将平面分成三个相区，它们分别代表AOB→水、
AOC→水汽、BOC→冰的单相区 • P=1（单相），则F=2。表明在各单相区中温度、压力可以在一定范围内改
• 单组分系统相图是蒸发、干燥、升华提纯及气体液化等过程的重 要依据，在科学研究和生产实践中经常遇到。我们应当掌握怎样 由实验数据绘制相图；了解相图上点、线面所代表的平衡状态以 及如何利用相图来描述相变化的过程。
§6-3 二组分理想液态混合物的气—液平衡图
• （2）二组分系统 • 对于二组分系统来说，根据相律F=C－P+2 • C=2 F=2－P+2=4－P • ①P=1时，F=3即要用T、P、X（组成）三个变量来描述系统的状
南京工业大学物理化学课 件——第六章相平衡
§6-1 相 律
物种就是指系统中化学结构相同的物质。系统中所含的化学物 质的数目，称为物种数，用S来表示 。
C（组分数）与S（物种数）的区别：
（1）当构成系统的各种物质间没有任何化学反应存在时，那么 系统中有多少种物质就应有多少个组分，即C=S；
（2）当构成系统的各种物质间存在化学反应时，组分数小于物 种数，即C＜S。
分离、提纯、蒸馏等等。
• ②二组分的固—液系统 :它包括水盐系统和合金系统两大类。
§6-3 二组分理想液态混合物的气—液平衡图
• 这类相图是气—液平衡相图中最有规律性、最重要的相图。
• 两种纯液体组分，可以以任意的比例相互混合成均一液相系统， 这个系统就是理想液态混合物，又称为完全互溶双液系，那么该 组分A和B在一定温度T下气液两相平衡时，应遵循拉乌尔定律：
不能再任意更改，换句话说，一定温度下的水对应一定的饱和蒸气压。 • OA线向上延伸到A点，该点为水的临界点 （ PC 218atm，TC 64.73K ），在
临界温度以上，液态水不再存在。 • OA线向下延长超过O点，沿虚线OD延伸，这种现象称为过冷现象，这一状态
下的水是过冷水。过冷水是处于一种不稳定的气—液平衡状态，称为亚稳 状态。
• 因Y 而A ，P P A 只 要P A 知* x P A 道A * P 一x B * 定x B 温 P 度A * 下x A P 纯 A P * B 组x * A 分1 的x A 饱和蒸气压PA * , PB *
• ， 就能根据溶液的组成求出和它平衡共存的气相的组
成。
YB
PB P
PBPB*•xB
若用R表示各化学反应的“独立的化学平衡数”时，则C与S之间 的关系可表示为C=S－R
例：H2和O2高温条件下或催化剂作用下化合生成水
注意 点：R指的是“独立”的化学平衡数
• 举例说明：气相中存在如下反应：
•
CO + H2O = CO2 + H2
(1)
•
H2 + O2 = H2O
(2)
•
CO +O2 = CO2
§6-3 二组分理想液态混合物的气—液平衡图
• 某一温度下的压力～组成图。
§6-3 二组分理想液态混合物的气—液平衡图
P A P B P A x B
• 这个式子就是总蒸气压P与液相组成的关系曲线方程。 • 其P～X图如下： • 这里我们得到的是压力~液相组成曲线。
§6-3 二组分理想液态混合物的气—液平衡图 • 压力~液相组成曲线
•
§6-3 二组分理想液态混合物的气—液平衡图
• 气相的 组成用 y B 来表示，则有
P P A P B P A * • x A P B * • x B
P A * • 1 x B P B * • x B
P A * P B * P A * • x B
•∴
§6-3 二组分理想液态混合物的气—液平衡图
YBPA*P PB B* * •xPB A*•xB
xBPB*P PA A** •Y PB B*•YB
• 1、定温下的压力——组成图（p～x）
• 首先讨论某一温度下，气—液平衡总蒸气压P与液相组成xB的关 系曲线：
• 因 PAPA•xA
PB PB•xB
• 那么定温下的总蒸气压为 ：
P P A P B P A • x A P B • x B
P A • 1 x B P B • x B
§6-2 单组分系统相图
• （2）OB线：是冰与水的两相平衡线：即冰的溶解曲线，在曲线上 P=2、F=1。
• （3）OC线：是冰和汽的两相平衡线，称为冰的升华曲线，与OA 相似，在此线上P=2、F=1。
• 3、点 • 相图中的O点，称为三相点，它是OA、OB、OC三条线的交点，
此时P=3、F=0，即表示系统处于此状态时，水、汽和冰三相平衡 共存、温度压力都有确定的数值，不能随意更动。否则会引起一 相或两相消失。 • 水的三相点：P61.60k2P，a T27 .13 K 6
PPB*P PAA**•PP BB**•YB
• 把液相线和气相线画在同一张图上就得到某一温度下的压力～组
成图。
• 在该图中，上面一条直线是 P～ x B 的关系曲线，是液相区域和
气-液两相平衡区域的相分界线 （液相线）。 • 下面一条曲线是P～ y B 的关系曲线，是气相区域和气-液两相平
衡区域的相分界线 （气相线）。
态，也就是要用立体模型图来表述，为了简化讨论，我们常常固 定其中的一个量，用两个变量，以平面图的形式讨论状态的变化， 此时，经常运用的相图是定温下的压力~组成图（p～x）和定压 下的温度—组成图（T～X） • ②F=0时，系统平衡共存的最多相数P=4，此时系统的温度、压力 及各个相的组成必须为某确定值而不能任意指定。
变而不会引起旧相消失，新相生成； • 2、线：不相重合的两个面的共同部分为线 。 • OA、OB、OC线都代表了两相平衡共存 • P=2、F=1 ；表示温度和Fra Baidu bibliotek力这两个变量中，只有一个是独立的， • （1）OA线：是水和水汽的两相平衡线，即是水的饱和蒸气压曲线， • 系统处于线上，气液两相平衡共存，F=1表示指定了温度则压力就随之而定，
(3)
§6-2 单组分系统相图
• 水的相图 ：
§6-2 单组分系统相图
• 水的相图分析 • 1、面 • 图中OA、OB、OC三条实线将平面分成三个相区，它们分别代表AOB→水、
AOC→水汽、BOC→冰的单相区 • P=1（单相），则F=2。表明在各单相区中温度、压力可以在一定范围内改
• 单组分系统相图是蒸发、干燥、升华提纯及气体液化等过程的重 要依据，在科学研究和生产实践中经常遇到。我们应当掌握怎样 由实验数据绘制相图；了解相图上点、线面所代表的平衡状态以 及如何利用相图来描述相变化的过程。
§6-3 二组分理想液态混合物的气—液平衡图
• （2）二组分系统 • 对于二组分系统来说，根据相律F=C－P+2 • C=2 F=2－P+2=4－P • ①P=1时，F=3即要用T、P、X（组成）三个变量来描述系统的状
南京工业大学物理化学课 件——第六章相平衡
§6-1 相 律
物种就是指系统中化学结构相同的物质。系统中所含的化学物 质的数目，称为物种数，用S来表示 。
C（组分数）与S（物种数）的区别：
（1）当构成系统的各种物质间没有任何化学反应存在时，那么 系统中有多少种物质就应有多少个组分，即C=S；
（2）当构成系统的各种物质间存在化学反应时，组分数小于物 种数，即C＜S。