简单低共熔混合物的固--液二元系的相图
二元凝聚物系相图
实验四二元凝聚物系相图一、实验目的1、了解热分析的测量技术。
2、掌握热分析法绘制Pb-Sn合金相图的方法。
二、实验原理物质在不同的温度、压力和组成下，可以处于不同的状态。
研究多相平衡体系的状态如何随温度、压力、浓度而变化，并用几何图形表示出来，这种图形称为相图。
二组分体系的相图分为气-液体系和固-液体系两大类，本实验为后者也称凝聚体系，它受压力影响很小，其相图常用温度组成的平面图表示。
热分析法（步冷曲线法）是绘制相图的常用方法之一。
这种方法是通过观察体系在冷却（或加热）时温度随时间的变化关系，来判断有无相变的发生。
通常的做法是先将体系全部熔化，然后让其在一定环境中自行冷却；并每隔一定的时间（例如半分钟或一分钟）记录一次温度。
以温度（T）为纵坐标，时间（t）为横坐标，画出步冷曲线T-t图。
图4-1是二组分金属体系的一种常见类型的步冷曲线。
当体系均匀冷却时，如果体系不发生相变，则体系的温度随时间的变化将是均匀的，冷却也较快（如图中ab线段）。
若在冷却过程中发生了相变，由于在相变过程中伴随着热效应，所以体系温度随时间的变化速度将发生改变，体系的冷却速度减慢，步冷曲线就出现转折即拐点（如图中b点所示）。
当熔液继续冷却到某一点时（例如图中c点），由于此时熔液的组成已达到最低共熔混合物的组成，故有最低共熔混合物析出，在最低共熔混合物完全凝固以前，体系温度保持不变，因此步冷曲线出现水平线段即平台（如图中cd段）。
当熔液完全凝固后，温度才迅速下降（见图中de线段）。
由此可知，对组成一定的二组分低共熔混合物体系，可以根据步冷曲线，判断固体析出时的温度和最低共熔点的温度。
然后用温度作纵坐标，组成作横坐标绘制相图T-C图(见图4－2)。
本实验是利用“热分析法”测定一系列不同组成Pb-Sn混合物的步冷曲线，从而绘制出其二组分体系的金属相图。
第六章 相平衡
第六章相平衡一、单项选择题(每题2分,共20题)1、对于形成简单低共熔混合物的二元相图，当组成为x 的系统平衡冷却到T 时（如下图所示），固液二相的质量比为（）。
A、ms :ml=ac:abB、ms :ml=bc:abC、ms :ml=ac:bcD、ms :ml=bc:ac2、在二组分系统恒温或恒压相图中，系统点与相点一致的是（）。
A、三相线B、单相区C、两相平衡区D、不存在3、p 时，A液体与B液体在纯态时的饱和蒸气压分别为40 kPa和46.65 kPa，在此压力下，A，B形成的完全互溶二组分系统在xA=0.5时，组分A和组分B 的平衡分压力分别是13.33 kPa和20 kPa，则此二组分系统常压下的T-x图为下列图中的( )。
A、(1)B、(2)C、(3)4、A，B双组分液态完全互溶系统，若其p-x图上p-x曲线出现极小值，则其t-x图上，t-x曲线：( )。
A、有极大值；B、有极小值；C、没有极值。
5、在相图上，系统只存在一个相的点有（）。
A、熔点B、低共熔点C、恒沸点D、临界点6、根据吉布斯相律，双组分平衡系统的最大自由度数为：( )。
A、2B、3C、17、在101325 Pa的压力下，I2在液态水和CCl4中达到分配平衡(无固态碘存在)则该系统的条件自由度数为：( )。
A、f’= 1B、f’=2C、f’=0D、f’=38、已知纯液体A和B，其沸点分别为t*A =116 °C，t*B=80 °C，A和B可以形成双组分理想液态混合物，将某一定组成的该液态混合物进行精馏(完全分离)时，则：( )。
A、在塔顶得到纯B；B、在塔底得到纯B；C、在塔中间得到纯B。
9、三相点是（）。
A、固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力B、某一温度，超过此温度，液相就不能存在C、通常发现在很靠近正常沸点的某一温度D、液体的蒸气压等于25℃时的蒸气压三倍数值时的温度10、在pθ下，用水蒸气蒸馏法提纯某不溶于水的有机物时，系统的沸点：（）。
简单低共溶混合物固液相图
4.4 简单低共熔混合物液-固相图简单低共熔混合物二元系液相完全互溶，而固相完全不互溶，它包括：合金系统的相图和盐水系统的相图。
合金系统的相图用热分析法绘制，盐水系统的相图用溶解度法绘制。
4.4.1 热分析法绘制简单低共熔混合物的相图1）热分析法当系统在均匀冷却过程中，若不发生相变化，则温度随时间的变化曲线是均匀的，若发生了相变，则因相变热效应，温度随时间的变化率将发生改变。
若将温度-时间曲线，称为“步冷曲线”，根据步冷曲线斜率的变化，判断冷却过程所发生的相变，称“为热分析法”。
当步冷曲线出现转折点时，则表示发生了相变。
结合相律有：f*＝0—平台;f*=1—拐点。
f*=C-φ+1C=1，f*=2-φ，当φ=2，有相变,f*=0，T不变,步冷曲线为平台。
即，单组分系统，一平台表示一相变。
C=2 ，f*=3-φ，当φ=2，有相变，f*=1，T变，步冷曲线为拐点；当φ=3，又一相变，f*=0，T不变，步冷曲线为平台。
即二组分系统，以拐点表示相变，一平台表示又一相变，即三相共存。
（2）绘制相图在定压下，对不同组分作出不同步冷曲线。
根据相变温度和系统组成，在T-x图上标出对应点的位置，得到低共熔混合物的T-x图。
此时，相律为f*=C-φ+14.4.2举例：以Bi-Cd为例根据步冷曲线得到了相图中相应的平衡点，连接平衡点A，C, E,得到Bi(s)与熔液两相共存的液相组成线；连接H,F,E点，得到Cd(s)与熔液两相共存的液相组成线；连接D,E,G点，得到NEM，Bi(s),Cd(s)与熔液共存的三相线，熔液的组成由E点表示。
这样就得到了Bi-Cd的T-x图。
4.4.2 相图分析相图中的点、线、面的物理意义：（1）面：AEH以上区：单一液相区1，f*=2,双变量区域，温度、组成均可变。
AEN以内区：Bi(s)+1两相平衡区，f*=1,单变量区，温度或组成之一可变。
HEM以内区：Cd（s+1）两相平衡区，f*=1单变量区，温度或组成之一可变。
二元系相图基本类型介绍及分析(自己整理)
②形成不连续固溶体的二元系统相图
溶质只能以一定的限量溶入溶剂，超过限度便会出现第二相，这种固溶体称 为不连续（也称部分互溶或有限互溶）固溶体。在 A，B 两组元形成有限固溶体 系统中，以 SA(B)表示 B 组元溶解在 A 晶体中所形成的固溶体，SB(A)表示 A 组元 溶解在 B 晶体中所形成的固溶体。根据无变量点性质的不同，这类相图又可以 分为具有“低共熔点”和具有“转熔点”两种类型。 1）具有“低共熔点”的有限固溶体的二元系统相图（共晶体系）
G1 M 2 M G2 M 1M
此关系式与力学上的杠杆很相似，如图上图所示，M 点相当于杠杆的支点， M1 和 M2 则相当于两个力点，因此称为杠杆规则。可以看出，系统中平衡共存的 两相的含量与两相状态点到系统总状态点的距离成反比。即含量愈多的相，其状 态点到系统总状态点的距离愈近。 使用杠杆规则的关键是要分清系统的总状态点， 成平衡的两相的状态点，找准在某一温度下，它们各自在相图中的位置。
液-固两相的成分将偏离平衡相图中的液相线和固相线，即发生不平衡析晶，产 生偏析现象。 为了描述偏析， 引入分布系数 K0。 分布系数表示溶质在固相中的浓度 CS 与 在液相中的浓度 CL 的比值，即
K0 CS CL
K0 是浓度的函数。溶质使体系熔点降低者，K0<1，如图 2 中的（a） ，例如掺 Nd3+ 的 YAG 体系属此种情况（YAG 为钇榴石） 。溶质使体系熔点升高者，K0>1，如 图 2 中的（b） ，例如掺 Cr3+的 Al2O3 系统（即红宝石）属这种情况。对于固、液 同成分点，K0=1。
（1）相图的表示方法
二组分固---液相图的绘制
《物理化学实验》讲义 第三部分 实验 德州学院化学系 王敦青二组分固---液相图的绘制一、实验目的1.学会用热分析法测绘Sn —Bi 二组分金属相图。
2.了解热分析法测量技术。
3.掌握SWKY 数字控温仪和KWL-08可控升降温电炉的基本原理和使用。
二、预习要求了解纯物质的步冷曲线和混合物的步冷曲线的形状有何不同，其相变点的温度应如何确定。
三、实验原理测绘金属相图常用的实验方法是热分析法，其原理是将一种金属或合金熔融后，使之均匀冷却，每隔一定时间记录一次温度，表示温度与时间关系的曲线叫步冷曲线。
当熔融体系在均匀冷却过程中无相变化时，其温度将连续均匀下降得到一光滑的冷却曲线;当体系内发生相变时，则因体系产生之相变热与自然冷却时体系放出的热量相抵偿，冷却曲线就会出现转折或水平线段，转折点所对应的温度，即为该组成合金的相变温度。
利用冷却曲线所得到的一系列组成和所对应的相变温度数据，以横轴表示混合物的组成，纵轴上标出开始出现相变的温度，把这些点连接起来，就可绘出相图。
二元简单低共熔体系的冷却曲线具有图1所示的形状。
图1 根据步冷曲线绘制相图 拐点后，开始有固体凝固出来，液相成分不断变化，平衡温度也不断随之改变，直到达到其低共熔点温度，体系平衡，温度保持不变（平台）；直到液相完全凝固后，温度又迅速下降。
用热分析法测绘相图时，被测体系必须时时处于或接近相平衡状态，因此必须保证冷却速度足够慢才能得到较好的效果。
此外，在冷却过程中，一个新的固相出现以前，常常发生过冷现象，轻微过冷则有利于测量相变温度;但严重过冷现象，却会使折点发生起伏，使相变温度的确定产生困难。
见图2。
遇此情况，可延长DC 线与AB 线相交，交点E 即为转折点。
图3是二元金属体系一种常见的步冷曲线。
当金属混合物加热熔化后冷却时，由于无相变发生，体系的温度随时间变化较大，冷却较快（1~2段）。
若冷却过程中发生放热凝固，产生固相，将减小温度随时间的变化，使体系的冷却速度减慢（2~3段）。
二元液系相图(实验数据分析)
二元液系相图(实验数据分析) LtD实验名称:二元液系相图学院:XXXXXXXXXX班级：XXXXXXXXX姓名〔学号〕：XXX(XXXXXXXX) 指导教师：XXX实验时间：XXXXXXXXXXXXXX二元液系相图一、实验目的1.测定环己烷-乙醇系统的沸点组成图〔T-X图〕。
2.掌握阿贝〔Abbe〕折光仪的使用方法。
二、实验原理两种液态物质以任何比例混合都形成均相溶液的系统称这完全互中溶双液系。
在恒定压力下溶液沸点与平衡的气液相组成的关系，可用沸点－组成图(t－x图)表示。
完全互溶双液系的沸点－组成图可分为两三种：一种为最简单的情况，溶液沸点介于两个纯组分沸点之间，如图6-1所示。
纵坐标表示温度，横坐标表示组分B的摩尔分数(x B，y B)。
下面一条曲线表示气液平衡时温度(即溶液沸点)与液想组成的关系，称液相线(T－x线)。
上面的线表示平衡温度与气相组成的关系,称气相线(T－y线)。
假设总组成为Z B的系统在压力p及温度t时到达气液两相平衡，其液相组成为x B气相组成为y B(见图6-1)。
另两种类型为具有恒沸点的完全互溶双液系统气液平衡相图，如图6-2所示。
其中(a)为具有低恒沸点相图，(b)为具有高恒沸点相图。
这两类相图中气相线与液相线在某处相切。
相切点对应的温度称为恒沸温度，对应组成的混合物称恒沸混合物。
恒沸混合物在恒沸点达气液平衡，平衡的气、液组成相同。
同一双液系在不同压力下，恒沸点及恒沸混合物是不同的。
本实验绘制环己烷-乙醇二元液系的T-X图。
其方法为将不同组成的溶液于蒸馏仪中进行蒸馏，沸腾平衡后记下温度，依次吸取少量的蒸馏液和蒸出液。
分别用阿贝折光计测定其折射率，然后由环己烷-乙醇的折射率-组成标准曲线或其数据表确定相应组成，从而绘制环己烷-乙醇二元液系相图。
三、仪器和试剂沸点测定仪；取样管；阿贝折光仪。
环己烷〔分析纯〕；无水乙醇〔分析纯〕；环己烷摩尔分数分别为0.2、0.4、0.6、0.8的乙醇溶液。
二元液系相图实验
二元液系相图实验目的：1.采用回流冷凝法测定不同浓度的乙醇-环己烷系统的沸点组成图（T-x图），并确定其恒沸点及恒沸组成。
2.掌握阿贝折光仪及超级恒温槽的使用方法。
实验原理：1. 一个完全互溶双液体系的沸点-组成图，表明在气液两相平衡时，沸点与气液两相组成的关系；它对于了解这一体系的性质及精馏过程都有很大的实用价值。
2. 在恒压下完全互溶的双液体系T~X 有下列三种情况：（1）所有组成溶液沸点介于二纯组分沸点之间，如苯与甲苯(图1-A)。
（2）有最高恒沸点，如卤化氢和水(图1-B)。
（3）有最低恒沸点，如苯和乙醇(图1-C)。
图1 二元液系相图在图1-C 中，绘制沸点~组成图的原理说明如下：当总组成为X 的溶液加热时，体系的温度沿着虚线上升，当温度达到T 时(即和液相线相交时)溶液开始沸腾，此时平衡的气相组成为y，液相组成为X.温度升至Ti，气相组成为yi，液相组成为xi，在此相区f＝C - P + 2，式中：f 为自由度；P 为相数；C 为组分数。
3.在本实验中C＝2，在二相区(气、液二相)，P ＝2，所以f＝2，由于压力指定(实验在恒压下进行)所以在二相区内f＝l，因此，若指定温度则气液相浓度就不可改变，此时气、液两相的相对量亦不可变(服从杠杆原理);反之，若指定了气液相的相对量从而气液相组成一定则沸点也确定了。
4.本实验采用气液沸点仪（见图2）在一定压力下（常在大气压力下），测定不同总组成（即加入平衡沸点仪溶液的组成）的环己烷和乙醇构成的溶液达到气液平衡时的温度及气、液组成。
再根据测得数据作出该系统在此压力下的沸点-组成图。
相图与压力有关，作图时必须注明平衡压力值。
1-温度计；2-电热丝；3-冷凝管；4-液相取样冷凝口；5气相取样冷凝口；6-空气排出口；7-变压器接头两种纯液体构成理想混合物时，其中各组分的气相平衡分压在所有浓度范围内都符合拉乌尔定律：p1=p1*x1p2=p2*x2（1）式中：p1、p2为两组分气液平衡时气相分压；x1、x2为平衡时两组分的液相物质的摩尔分数；p1*、p2*为两组分纯液体在平衡温度下的饱和蒸汽压。
形成固溶体的二元系统相图[研究知识]
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不可能出现5相 或更多相平衡
5
一、 三元相图的组成表示方法
通常采用等边三角形表示三元系统的组成
—— 浓度三角形
三个顶点表示三个纯 组分A、B、C的一元 系统；
三条边表示三个二元 系统A-B、B-C、CA的组成；
行业倾力
三角形内任意一点表
示一个含有A、B、C
三个组分的三元系统
的组成。
6
双线法确定三元组成—过M点引另两条边 的平行线
行业倾力
7
浓度三角形的两个性质：
（1） 等含量规则
平行于三角形某
8
（2） 定比例规则 从浓度三角形某角顶
引出之射线上各点，另外
二个组分含量的比例不变。
推论：
从三个组元的混合物中不
断取走C组元，那么这个系统
的组成点将沿CM延长线并沿
着背离C的方向而变化。
判断界线的温度走向
• 将一条界线（或其延长线）与相应的连线（或其延长线） 相交，其交点是该界线上的温度最高点。
行业倾力
20
（2） 切线规则
判断界线的性质
• 将界线上某一点所作的切线与相应的连线相交，如交点 在连线上，则表示界线上该处具有共熔性质；如交点在
连线的延长线上，则表示界线上该处具有转熔性质，其
2个固溶体 7条线 6个相区 3个无变量点
行业倾力
FL2ASH
析晶路程表示法
液相点
M’ L f=2
L
L1
SB(
A)
f=1
E LE S A(B) SB( A) , f 0
固相点
S D H SB( A) 1
SB( A) SA(B)
行业倾力
FL3ASH
工程材料基础_03 材料的凝固、固态相变与二元合金相图_32 二元平衡相图_
平衡相图
• 相图：表明在热力学平衡状态下，合金系中不同成分的合金 在不同温 度下 所存在的相 以及相与相之间关系的图形。又称平衡图或状态图
• 二元相图：一般是一个标准大气压下，两种组元（单质或者成分固定 的化合物）构成的平衡相图。
二元平衡相图基本类型
1. 匀晶相图：两组元在液态无限互溶，在固态也无限互溶 2. 共晶相图：两组元在液态无限互溶，在固态则有限互溶，并有共晶转变 3. 包晶相图：两组元在液态无限互溶，在固态则有限互溶，并有包晶转变 4. 共析相图：两组元在固态下，高温无限互溶，低温有限互溶，有共析转变
纯A金属 wB%
纯B金属
5.合金工艺性能与相图关系：共晶相图
从相图两侧到中央： 合金的凝固温度范围逐渐变宽，到达共晶线
成分时，又逐渐变窄，到共晶成分则为0。
因此，从相图两侧到中央： 液体金属的流动性逐渐变差，凝固时产生分
散小缩孔的倾向增加，铸造性能变差；到达共 晶线成分时，流动性逐渐变好，凝固时产生分 散小缩孔的倾向减小，铸造性能变好。
LL+ +II
1 2 3
16
2.共晶相图：共晶合金的相变与组织转变
L
LEM+N
（+）+ Ⅱ+Ⅱ
冷却曲线
L
α
α+L
M
E
α+β
L+β Nβ
非常细小的二次β相与二 次α相可以阻碍位错运动， 提高合金强度，称为析出 强化或第二相强化
17
2.共晶相图：共晶合金的室温平衡组织金相照片
共晶组织（α+β），两相机械混合物
L
2.共晶相图：固相线
L
二组分固态互溶系统液固平衡相图(共9张PPT)
（1）等边三角形表示法
F=C-P+2=5-P
当Fmin=0 时，Pmax=5，最多可以 有五相共存
当 Pmin=1时， Fmax=4，这四个
变量是T、P和组成x1和x2
★ 等边三角形的三个顶点分别代 表纯组分A、B、C
★ 三条边则代表A-B、B-C、C-A 三个两组分系统
• 11.1 三组分系统相律分析
• 11.2 三组分系统图解表示法 • 11.3 三组分系统一对液体部分互溶的恒温液-液相图
★ 水与醋酸、氯仿与醋酸以任意 比例互溶，水与氯仿部分互溶。 ★ 共轭溶液：氯仿层、水层 ★ d→C过程分析：
连结线---实线、非平行线 会溶点---不是最高点、不止一
个
10 ★
生d→成C化过合程物分的析二：1组-分--凝l 聚系统相2图---α
3---β
2 三组分系统图解表示法
（1）等边三角形表4示-法--α+l 5---β+l 6--- α+β
F=C-P+2=5-P
111三三组组分分系系统统相液律-液分S平析1衡S相2-图-- α+β+l
2 三组分系统图解表示法
F=C-P+2=5-P 11 三组分系统液-液平衡相图 11 三组分系统液-液平衡相图
M g 2 S i(s) 1 1 0 2 C M g 2 S i(l) NaCl2H2O(s) 0 .15 CmNaCl(s)(m1)l
§6.11 三组分系统液-液平衡相图
• 11.1 三组分系统相律分析
§6.9 二组分固态互溶系统液固平衡相图
• 9.1 固态完全互溶系统
• 当Fmin=0 时9，.Pm2ax固=5，态最多部可以分有五互相溶共存系统
二组分系统的相图及应用
A
xB
B
非理想系统的 p-x 和 T-x 图
等温 p
液
pB
p
p
A
xB
气
B
pA
气
A
xB
T液
B
A
xB
B
如图所示，是对Raoult定律发生正偏差
虚线为理论值，实线为实验值。真实的蒸气压 大于理论计算值。
液相组成线不再是直线
(2)正偏差很大，在 p-x 图上有最高点
等温
p
A
xB
l
p
p*
g
A
定温
373 A'
An
A"
T1
在 T1 温度作水平线
两相
交点 A' A" 称为 共轭配对点
313 D
C
0 0.2 0.4 0.6
H2O 质量分数
E
0.8 1.0
C6H5 NH2
A n 是共轭层组成的平均值
H2O-C6H5 NH2的溶解度图
BC 是平均值的连线，不一定是垂直线
部分互溶的双液系
（2）具有最低会溶温度
组分的含量较高。
T1
定压
g
c g-l d b
a
一次简单蒸馏，馏出
物中B含量会显著增加，剩 0
余液体中A组分会增多。
A
x2 x1
xB
l
TB*
y2 y1
1.0 B
蒸馏（或精馏）的基本原理
简单蒸馏
TA*
T T2 T1
0 A
c g-l a
x2 x1
xB
定压
g
d b
l
10-2 二元液系相图
二元液系相图一、 实验目的1、 测定环己烷-乙醇系统的沸点组成图（T-X 图）2、掌握阿贝折光仪的使用方法二、 实验原理1、一个完全互溶的二元系统的沸点-组成图，表明在气液二相平衡时，沸点和两相组成间的关系.2、在常温下，两种液态物质以任意比例相互溶解所组成的体系称之为完全互溶双液系。
完全互溶双液系在恒定压力下的沸点—组成图可分为三类：3、（1）一般偏差：混合物的沸点介于两种纯组分之间，如甲苯－苯体系，如图1(a)所示。
4、 （2）最大负偏差：混合物存在着最高沸点，如盐酸－水体系，如图1 (b)所示。
5、 （3）最大正偏差：混合物存在着最低沸点，如正丙醇—水体系，如图1(c)所示。
t At AtAt Bt B t Bt / o Ct / o t / o x Bx Bx BABAABB(a)(b)(c)x 'x '本实验绘制环己烷-乙醇二元液系的T-X 图。
其方法为将不同组成的溶液于蒸馏仪中进行蒸馏看，沸腾平衡后记下温度，一次吸取少量的蒸馏液和蒸出液。
分别用阿贝折光计测定其折射率，然后由环己烷-乙醇的折射率组成标准曲线或其数据表确定相应组成，从而绘制环已烷-乙醇二元液系相图。
三、 实验仪器与试剂1、沸点测定仪1个；取样管12支；阿贝折光计1台；环己烷（分析纯）；无水乙醇（分析纯）；直流稳压电源1台四、实验步骤1、纯液体折光率的测定。
分别测定乙醇和环己烷的折光率。
2、工作曲线的绘制。
这有实验书所给定的数据进行绘制。
3、测定沸点-组成数据（1）安装沸点测定仪。
将干燥的沸点测定仪按图2-1安装图2-1好，检查带有温度计的橡皮塞是否塞紧。
加热用的电阻丝要靠近底部中心，温度计的水银球不能接触电阻丝，而且每次更换溶液后，要保证测定条件尽量平行（包括水银温度计和电阻丝的相对位置）。
（2）用老师粗略的配制好的20%，40% ，60% ，80%组成的环己烷-乙醇溶液约50ml。
（3）测定沸点及平衡的气液相组成。
固液二元体系相图二级相变
6
4
H
7
MN: 三相线,鳞石英,白硅石 SiO2
与莫莱石达平衡
A
IED: 三相线,A2+C+l
FGH: 三相线,B+C+l
莫莱石 C
Al2O3 B
phase diagram of two compounds (2)
熔液 l
+l
固
C+l
熔
三相线：＋C(s)＋l, f=0
体
+C
C+l
Pb+l
3区 N
T
I
D
A
B
t
有化合物生成的二元合金相图
1区:熔液,f=2
T
2区:A(s)+l;f=1
3区:C(s)+l;f=1
1
4区:C(s)+l;f=1
5区:B(s)+l;f=1
M
6区:A(s)+C(s);f=1
7区:C(s)+B(s);f=1 2
DEF:三相线;f=0 D
A,C,熔液三相共存
E
HGI:三相线;f=0,
y
K
1
610K J
x
4
GH I
2
3
510K D E
5
F
6
A
B C
610K J 510K D
A
y
x
1
熔液, 单相, f=2
K 4
B(s)+l, 两相, f=1
GH I
2
A(s)+l, 两相, f=1
3
C(s)+l, 两相, f=1
E
二元混合物相图
液态完全互溶系统 p-x、t-x 图
正偏差
负偏差
液态部分互溶系统t-x图
液态完全不互溶系统 t-x图
15.1 理想的完全互溶的双液系统
一个液体二元混合物可以按任意比例互溶，则称为完全互溶体。根 据“相似相溶”原则，两种结构很相似的化合物都能以任意的比例混合， 并形成理想溶液，如苯和甲苯、正己烷和正庚烷等。
15.2 非理想的完全互溶的双液系统
形成恒沸混合物的系统的分馏： xB=0-x1 范围内，得纯A和最低 恒沸物 xB=x1-1范围内，得纯B和最低恒 T 沸物
lg lg l x1 xB l g
例：p下，H2O-CH3CH2OH体系，
Tb最低= 78.13 0C，恒沸物组成：x 乙醇 = 95.57% 若想将恒沸物中A、B分开，可 通过改变外压条件来蒸馏。
15.1 理想的完全互溶的双液系统
3.T-x图
亦称为沸点-组成图。外压为大气压力，当溶 液的蒸气压等于外压时，溶液沸腾，这时的温度 称为沸点。某组成的蒸气压越高，其沸点越低， 反之亦然。
T-x图在讨论蒸馏时
十分有用，因为蒸馏 通常在等压下进行。 T-x图可以从实验数 据直接绘制。也可以 从已知的p-x图求得。
T TB* D l B x1 xA x2 xA C g E
A的量
（ l n g）x A nl x1 n g x 2 n （ x A x1 n g x 2 x A nl ） （ ） l CD n g CE n 此等式称杠杆规则
TA*
p p
L
T
G
G
A xB B
L
xB B A
xB （c） T-x-y图 B
A
（a） p-x图
§5.8 低共熔二元相图
Φ 3 f * 2 1 Φ 0 温度不能改变
f* 0 f * 1
E
3. 熔液消失,Bi和Cd共存
Φ 2
f * 2 1 Φ 1
7
t /s
温度又可下降
Cd-Bi二元相图的绘制
4．完成Bi-Cd T-x相图
连接A,C,E点,得到Bi(s) 与熔液两相共存的液相 组成线
C
0.2
0.4 wB
0.6
0.8
B(NH4 )2 SO4
1.0
BAC 线以下，
冰与 (NH4 )2 SO4 (s) 两相区
14
2. 溶解度法 有三条两相交界线： LA线 冰+溶液两相共 存时，溶液的组成曲 线，也称为冰点下降 曲线。
373 353 333
定压
N
T/K
313 293 273 253 233 0
程中温度随时间的变化曲线，即步冷曲线 当系统有新相凝聚，放 出相变热，步冷曲线的斜
f* 2
率变小
出现转折点
T
f 1
*
f * 1
f* 0
f * 1
出现水平线段
f* 0
据此在T-x图上标出对应的位
置，得到二组分低共熔T-x图
t
3
Cd-Bi二元相图的绘制
1.0Bi
a
A
0.4Cd 1.0Cd 0.2Cd 0.7Cd b c d e H A'
LAN 以上溶液单相区 LAB 之内冰+溶液两相区
373 353 333
定压
N
T/K
313 293 273 253 233 0
A(H2O)
溶液 单相
L
二元液系气液平衡相图
二元液系气液平衡相图 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020实验二二元液系气液平衡相图一、实验目的1、了解环己烷—乙醇系的沸点—组成图2、由图上得出其最低恒沸温度及最低恒沸组成（含乙醇%）3、学会使用数字阿贝折射仪4、学会使用WTS—05数字交流调压器二、原理一个完全互溶双液体系的沸点—组成图，表明在气液二相平衡时沸点和二相成分间的关系，它对了解这一体系对行为及分馏过程都有很大的实用价值。
在恒压下完全互溶双液系的沸点与组分关系有下列三种情况：1、溶液沸点介于二纯组分之间；2、溶液有最高恒沸点；3、溶液有最低恒沸点。
图1表示有最低恒沸点，本次实验图形也像如此的样子，A′LB′代表液相线的交点表示在该温度时互成平衡的二相的成份。
绘制沸点—成份图的简单原理如下：当总成份为X的溶液开始蒸馏时，体系的温度沿虚线上升，开始沸腾时成份为Y的气相生成。
若气相量很少，x、y二点即代表互成平衡时液气二相成份。
继续蒸馏，气相量逐渐增多，沸点沿虚线继续上升，气液二相成份分别在气相和液相线上沿箭头指示方向变化。
当二相成份达到某一对数值x′和y′，维持二相的量不变，则体系气液二相又在此成份达到平衡，而二相的物质数量按杠杆原理分配。
本实验利用回流的方法保持气液二相相对量一定，则体系温度恒定。
待二相平衡后，取出二相的样品，用阿贝折光仪测定其折射率。
得出该温度下气液二相平衡成份的坐标点，改变体系的总成份，再用上法找出一对坐标点，这样测得若干坐标点后，分别按气相点和液相点连成气相线和液相线，即得T—X平衡图。
三、步骤1、安装接通仪器，打开冷凝水；2、加入环己烷20ml，蒸馏至沸腾，待小兜有液体后回流三次，温度平衡2—3分钟基本不变，记下温度，关闭调压器；3、A组加入乙醇，用上法测定温度，然后关闭调压器，取出气相，液相的样品，测其折射率，以后分别加入,,,,乙醇；4、B组加入20ml无水乙醇，蒸馏至沸腾，待小兜有液体后回流三次，温度平衡2—3分钟基本不变，记下温度，关闭调压器；5、加环己烷用上法测定温度，然后关闭调压器，取出气相，液相样品，测其折射率，以后分别加入,,,,环己烷；6、将所得的折射率在相应的工作曲线上找到组成；7、关闭电源，冷凝水，整理好仪器，倒掉废液；8、签字，还工作曲线表。