混合理想气体

g
g1l1线上：气液共存。
´
n n(g) n(l)
Vm
n(g)Vm (g) n
n(l)Vm (l) n
液相线 l1l´1: p 很快上升, Vm下降很少，反映出液体的 不可压缩性
p
l´1 l´2
T1<T2<Tc<T3<T4
（2） T = Tc
c
l2
g2
l1
g1
l
Vm
T4
T3
Tc
TT12gg´´12 g
p
nB RT
B
p
B
nB RT p
VB
B
其 中:
VB
nB RT p
1.2.11
阿马加定律表明理想气体混合物的体积具有加和性，
在相同温度、压力下，混合后的总体积等于混合前各组 分的体积之和。
由二定律有：
pB p
VB V
nB n
yB
1.2.12
高压下，混合前后气体体积一般将发生变化，阿马加定律
不再适用。这时需引入偏摩尔体积的概念进行计算。（见第 四章）
p = pB 混合理想气体：
(1.2.8)
pB (B气体的分压)与 p (混合气体的总压)的关系
4. 阿马加定律
理想气体混合物的总体积V为各组分分体积 VB 之和：
V VB 1.2.10
即：理想气体混合物中物质B的分体积VB*，等于纯气体
B在混合物的温度及总压条件下所占有的体积。
V nRT
度 Tc ，当 T > Tc 时，液相消失，无论加多大压力，不再可使
气体液化。
l´1 l´2
Tc 临界温度：使气体能够
T1<T2<Tc<T3<T4
液化所允许的最高温度
Fra Baidu bibliotek
临界温度以上不再有液
体存在， 饱和蒸气压 p = f (T) 的曲线终止于临界温度。临界温
101.325 222.48 422.35
苯
t / ºC 20 40 60 80.1 100 120
p / kPa 9.9712 24.411 51.993
101.325 181.44 308.11
饱和蒸气压 ＝ 外压时，液体沸腾，此时的的温度称为 沸点。饱和蒸气压 ＝ 1个大气压时的沸点称为正常沸点。 在沸腾时，液体表面及内部分子同时汽化。
随着温度上升 T , l - g 线缩短， 说明Vm(g) 与Vm(l)之差减小。
T = Tc时， l – g 线变为拐点c c：临界点 ；Tc 临界温度； pc 临界压力； Vm,c 临界体积
临界点处气、液两相摩尔体积及其它性质完全相同，界
面消失,气态、液态无法区分，此时：
p Vm
Tc
0
,
2 p Vm2
l´1 l´2
T1<T2<Tc<T3<T4
p
l2 l1
l
c
g2 g1
T4
T3
Tc
T2 T1
g´2 g´1
g
Vm 图1.3.1真实气体 p –Vm 等温线示意图
根据实验数据可绘出如左 p - Vm 图，图中的每一条曲线 都是等温线。图示的基本规 律对于各种气体都一样。
全图可分为三个区域：
(1)T < Tc 区（—— —— ——） (2) T = Tc 区（——） (3) T > Tc 区（ —— ）
第一章 气体的 pVT 关系
§ 1.1 理想气体状态方程 § 1.2 理想气体混合物 § 1.3 气体的液化及临界参数 § 1.4 真实气体状态方程 § 1.5 对应状态原理及普遍化压缩因子图
§1.2 理想气体混合物
3. 道尔顿定律
混合气体（包括理想的和非理想的）分压的定义
pB def yB p (1.2.7) yB = 1
超临界流体Supercritical Fluid SF或SCF
超临界萃取。
天然物 SCF 流体+萃取物 减压
流体(气体)
萃取物(液体)
表2 几种超临界流体萃取剂的临界特性的比较
流体名称 二氧化碳 水 氨 乙烷 乙烯
分子式
CO2 H2O NH3 C2H6 C2H4
常用CO2 作SCF
临界压力（bar） 临界温度 （℃）
表 1.3.1 水、乙醇和苯在不同温度下的饱和蒸气压
水
t / ºC 20 40 60 80 100 120
p / kPa 2.338 7.376 19.916 47.343
101.325 198.54
乙
t / ºC 20 40 60 78.4 100 120
醇
p / kPa 5.671 17.395 46.008
Tc
0
l´1 l´2
T1<T2<Tc<T3<T4
(3) T > Tc 无论加多大压力，气态不再变为
p
c
l2
g2
l1
g1
l
液体，等温线为一光滑曲线。
T4 T3
虚线 l c g 内：气－液两相共存区
Tc
TT12gg´´12
g
虚线 l c g 外：单相区； 左方：液相区；右方：气相区
Vm
温度与压力均略高于临界点的状态为超临界流体。它的 密度大于气体，具有溶解性能。在恒温变压或恒压变温时， 它的体积变化大，溶解性变化大。所以可用于萃取，称为超 临界萃取。
72.9
31.2
217.6
374.2
112.5
132.4
48.1
32.2
49.7
9.2
临界密度 （g/cm3） 0.433 0.3232 0.235 0.203 0.218
3. 临界参数
由表1.3.1可知：液体的饱和蒸气压 p= f (T) ，当 T ，p ，
液化所需压力增大。实验证明，对每一种液体都有一个特殊温
T一定时：
如物质 B 的分压 pB < 它的饱和蒸气压 pB ，液体 B 将蒸发为气体，直至 pB pB ；
若物质B的分压 pB > 它的饱和蒸气压 pB ，气体 B 凝结 为液体，直至 pB pB 。
相对湿度的概念：相对湿度＝
pH
(空气
2O
p H2O
中
)
100%
2. 真实气体的 p -Vm 图及气体的液化
§ 1.3 气体的液化及临界参数
1. 液体的饱和蒸气压
p*
气
理想气体因为分子间没有相 互作用力,所以在任何温度压力 下都不可能液化。而实际气体 由于存在分子间相互作用力：
在一定T、p 时，气－液可共
存达到平衡
在气液平衡时：
气体称为饱和蒸气；
液
液体称为饱和液体；
饱和蒸气的压力称为饱和 蒸气压。
饱和蒸气压首先由物质的本性决定。对于同一种物 质，它是温度的函数，随温度升高而增大。
l´1 l´2
T1<T2<Tc<T3<T4
(1) T < Tc (以 T1 为例） 气相线 g1g´1: p 升高 ，Vm 下降
p
c
l2
g2
l1
g1
l
Vm
T4 T3
气液平衡线 g1l1 : 加压，p*不变， gl, Vm下降
Tc
TT12gg´´12
g1: 对应饱和蒸气摩尔体积Vm(g) l1:对应饱和液体摩尔体积Vm(l)