最新53完全互溶双液系统

三、非理想的完全互溶双液系统
3. 负偏差很大的体系
p
有最低点
p
p-液相组成线
p-气相组成线
A
xB
B
（a） p-x图
A
xB
B
（b） p-x图
负偏差很大的体系在p-x图上形成最低点。与正偏差体系 相反，体系蒸气压p低，其沸点Tb升高，在T-x图上有最高 点，称最高恒沸点。此组成混合物称最高恒沸物。
三、非理想的完全互溶双液系统
一、理想的完全互溶的双液系统
1. 理想液态混合物的蒸气压（定T下，p-x图）
p
l
pB*
p1
p2
l=g
pA*
g
A
xA
B
在对气体的恒温加压过程中,随着压力的增加,气体将逐渐液化
一、理想的完全互溶的双液系统
2. 理想液态混合物在定压下的T-x图（沸点组成图）
蒸馏、精馏一般在恒压下进行，利用T-x图可讨论蒸馏问题。 当液态混合物蒸气压等于外压时，液态混合物开始沸腾，此 时系统的温度即为该组成下液态混合物的沸点。下图为恒定p 下，T-x-y图（沸点组成图）
三、非理想的完全互溶双液系统
2. 正偏差很大的体系
最低恒沸混合物
在T-x（y）图上，处在最低恒沸 点时的混合物称为最低恒沸混合物 （Low-boiling azeotrope）。它是 混合物而不是化合物，它的组成在 定压下有定值。改变压力，最低恒 沸点的温度也改变，它的组成也随 之改变。
属于此类的体系有：H 2 O - C 2 H 5 O H ,C H 3 O H - C 6 H 6 ,C 2H 5O-H C 6H 6 等。在标准压力下， H2O-C2H5OH 的最低恒沸点温度为 351.28K，含乙醇95.57 。
T
Tb(A) x3 x2
液相
A
气相
y3 gl y2 x1
xB
y1
Tb(B) B
一、理想的完全互溶的双液系统
2. 理想液态混合物在定压下的T-x图（沸点组成图）
T
气相
Tb(A) x3 x2
液相
y3 gl
x1
A
xB
y2 y1
Tb(B) B
理想液态混合物的T-x图
一、理想的完全互溶的双液系统
2. 理想液态混合物在定压下的T-x图（沸点组成图）
p
T
p 理想活塞
加热器
TA*
t3 x3 t2 t1
y3 x2
x1 液相
A
xB
气相
y2 y1 TB* B
在T-x图上，气相线在液相线之上。混合物的沸点不是单 一的温度点,而是沸程.
一、理想的完全互溶的双液系统
2. 理想液态混合物在定压下的T-x图（沸点pB组*（成T图）） p
p
x1
x2
x3 x4
A
B
A
xB
B
（b） p-x-y图
pA、pB偏离拉乌尔定律都很大，p-x图上形成最高点。
三、非理想的完全互溶双液系统
2. 正偏差很大的体系 T
g
T-y
lg
T-y
lg
（c） T-x-y图
l
l
A
x1
B
xB
在p-x图上有最高点，在T-x图上就有最低点,称最低恒沸点。 最低恒沸点对应的组成称最低恒沸组成。在此组成下蒸馏双 液系：yA = xA ， yB= xB，A与B达不到分离目的，类似蒸馏 具有恒定沸点的纯物质，所以此点上混合物称恒沸混合物。
三、非理想的完全互溶双液系统
1. 正负偏差不大的体系
气液相图与理想液态混合物气液相图基本类似
p
p
T
A
xB
（a） p-x图
T-x
BA
xB
BA
xB
B
（b） p-x-y图
（c） T-x-y图
三、非理想的完全互溶双液系统
2. 正偏差很大的体系 有最高点
p-液相组成线
p
p
p-气相组成线
A
xB
B
（a） p-x图
三、非理想的完全互溶双液系统
2. 正偏差很大的体系
三、非理想的完全互溶双液系统
2. 正偏差很大的体系
具有最低恒沸点的相图可以看作 由两个简单的T-x（y）图的组合。 在组成处于恒沸点之左，精馏结果 只能得到纯B和恒沸混合物。组成 处于恒沸点之右，精馏结果只能得 到恒沸混合物和纯A 。
对于 H2O-C2H5OH 体系，若乙醇的含量小于95.57，无 论如何精馏，都得不到无水乙醇。只有加入 CaC2l ，分子筛 等吸水剂，使乙醇含量超过95.57，再精馏可得无水乙醇。
n总 x A
nl x1
ng x2
物系点中 分配在液相 分配在气相
A的 总 量 A的 量 A的 量
（nl ng）x A nl x1 ng x2
n（ l x A x1） ng（x2 x A）
nl CD ng CE
此等式称杠杆规则
T x1
x2
x3 x4
A
xB
B
一、理想的完全互溶的双液系统
T-p-x图
T
液 pA*
TA*
液
A
xB
pB* 气
气 气
TB* B
一、理想的完全互溶的双液系统
T-p-x图
二、杠杆规则
T g
TB*
DC E
l TA*
B
x1
xA x2
A
xA
物系点：系统物质的总组成点（不管相的存在状态）
二、杠杆规则
假设某压力下液态混合物沸腾时气液平衡的物系点为C点，那 么有： n总 nA nB nl ng
推广到任意相图的两相平衡区（液-气、液-固、固-固平 衡），杠杆规则都适用。如横坐标为重量百分数，ng、nl 改为wg、wl（摩尔数改为重量）。
三、非理想的完全互溶双液系统
正偏差 和负偏差
A：对拉乌尔定律发生正偏差 pA> pA*xA B：对拉乌尔定律亦发生正偏差 pB> pB*xA A：对拉乌尔定律发生负偏差 pA< pA*xA B：对拉乌尔定律亦发生负偏差 pB< pB*xA
3. 负偏差很大的体系
三、非理想的完全互溶双液系统
53完全互溶双液系统
二组分系统的相律
二组分相律
f=K– + 2 = 2– + 2 = 4–
最多自由度 f = 4–1=3（T、p、x）
最多相数 =4
相图 T－p－x 三维相图
p-x 通常固定一个变量，平面图
T-x
分类 气（g）–液（l）平衡系统 固（s ）–液（l）平衡系统 固（s ）–气（g）平衡系统
三、非理想的完全互溶双液系统
2. 正偏差很大的体系
三、非理想的完全互溶双液系统
2. 正ຫໍສະໝຸດ Baidu差很大的体系
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和最低恒沸物
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。