水盐体系相图及其应用课件.ppt

第六章五元水盐体系相图 第一节交互五元体系图形表示方法第二节交互五元体系相图的运用第三节简单五元体系相图 第六章五元水盐体系相图 1 简单五元水盐体系 具有共同离子的四种盐和水构成的体系 如 Na K Mg Ca Cl H2O体系Na Cl SO42 HCO3 CO3 H2O体系这类体系可认为由共同离子的多种无水单盐和水组成 在单盐间不存在复分解反应 2 具有三个相互盐对的五元体系 由组成三个交互盐对的六种盐和水构成的体系 如 Na K Mg Cl SO42 H2O体系 Na NH4 Cl OH HCO3 H2O体系这类体系的单盐间存在着一系列复分解反应 第六章五元水盐体系相图 对五元水盐体系来说 其组分数C 5 F C P 1五元水盐体系而言 相数最少为1 那么F 5 1 1 5说明要完整描述五元体系 必须有五个参变量 即温度及四个组分的浓度 如果将温度 水分因素略去 自由度仍然有三个 图形仍然要占据三度空间 也就是说 五元体系的等温干基图已是立体图 第六章五元水盐体系相图 第一节交互五元体系图形表示方法以Na K Mg Cl SO42 H2O体系为例一 组分间关系的分析 1 五种离子以其中一正一负相组合 能形成六种无水单盐 即Na2Cl2 Na2SO4 K2Cl2 K2SO4 MgCl2 MgSO4 2 在六种单盐间存在着三个复分解交互反应 六种盐中 只有四种是独立的 如以Na K Mg Cl SO42 H2O体系为例即6 16 26 3 第六章五元水盐体系相图 第一节交互五元体系图形表示方法一 组分间关系的分析 3 由于交互反应是等当量进行的 故组成盐的正 负离子间也是等当量的 Na2 Mg K2 的摩尔数 Cl2 SO4 的摩尔数 包括六个二元体系 由六种单盐分别与水组成 即Na2Cl2 H2O Na2SO4 H2O K2Cl2 H2O K2SO4 H2O MgCl2 H2O MgSO4 H2O体系 包括九个三元体系 即Na2Cl2 Na2SO4 H2O K2Cl2 K2SO4 H2O MgCl2 MgSO4 H2O Na2Cl2 K2Cl2 H2O Na2Cl2 MgCl2 H2O K2Cl2 MgCl2 H2O Na2SO4 K2SO4 H2O Na2SO4 MgSO4 H2O K2SO4 MgSO4 H2O体系 包括两个简单四元体系 即Na2Cl2 K2Cl2 MgCl2 H2O Na2SO4 K2SO4 MgSO4 H2O体系 包括三个交互四元体系 即Na K Cl SO4 H2O Na Mg Cl SO4 H2O K Mg Cl SO4 H2O体系 第六章五元水盐体系相图 第一 坐标系是按等当量的关系建立的 为此 图中单价盐的分子式是加倍的写法 当然 将两价盐的分子式取半也是可以的 另外 还规定了坐标系中总盐量为100摩尔或者说 正离子 负离子都是100摩尔 第一节交互五元体系图形表示方法二 等温立体干基图 一 正三角柱等温干基坐标系 二 等温立体干基图 一 正三角柱等温干基坐标系第二 各个盐的位置是按复分解反应关系 而不是任意 安排的 这样 正三角柱的各几何要素恰恰与干基组成情况一一对应 1 六个顶点 安排了六个单盐 表示六个二元水盐体系 第一节交互五元体系图形表示方法 二 等温立体干基图 一 正三角柱等温干基坐标系第二 各个盐的位置是按复分解反应关系 而不是任意 安排的 这样 正三角柱的各几何要素恰恰与干基组成情况一一对应 2 九条棱线 表示了九个三元水盐体系 例如图中右下边的棱线是Na2Cl2 Na2SO4 H2O体系 第一节交互五元体系图形表示方法 二 等温立体干基图 一 正三角柱等温干基坐标系第二 各个盐的位置是按复分解反应关系 而不是任意 安排的 这样 正三角柱的各几何要素恰恰与干基组成情况一一对应 3 两个三角形底面 表示了两个简单四元水盐体系 前面的是Na2SO4 K2SO4 MgSO4 H2O体系 后面的是Na2Cl2 K2Cl2 MgCl2 H2O体系 M1 图6 1等温干基坐标系 MgCl2 K2SO4 K2Cl2 Na2SO4 Na2Cl2 70P30 Q R 30 60 10 MgSO4 第一节交互五元体系图形表示方法 二 等温立体干基图 一 正三角柱等温干基坐标系第二 各个盐的位置是按复分解反应关系 而不是任意 安排的 这样 正三角柱的各几何要素恰恰与干基组成情况一一对应 4 三个正方形侧面 表示了三个交互四元水盐体系 每个正方形都代表一个复分解反应 例如下面的正方形代表的是Na Mg Cl SO4 H2O体系 第一节交互五元体系图形表示方法 二 等温立体干基图 一 正三角柱等温干基坐标系第三 一个正三角柱可以分成三个四面体 如图6 2所示 每个四面体的四个顶点为四种单盐 在四元体系中已经述及 四面体可以代表四个组分 四面体内任意一点都可以表示为由这四个组分组成的系统 这种关系恰恰说明了在交互五元体系中作为独立的盐只有四种 第一节交互五元体系图形表示方法 二 等温立体干基图 二 等温立体干基图剖析2 线 2 三盐共饱线 三个单固相饱和溶液几何体的交线 表示三种固相平衡的溶液 共十条 F 5 4 1RO1是AM CM BM三盐共饱线 SO2是BN AN CN三盐共饱线 PO1是AM BM AN三盐共饱线 VO3是BM BN CM三盐共饱线 O3W是BM BN AN三盐共饱线 UO2是BN CN CM三盐共饱线 QO1是QM CM AN三盐共饱线 ZO2是AN CM CN三盐共饱线 O3O2是BN AN CM三盐共饱线 O1O3是BM CM AN三盐共饱线 第一节交互五元体系图形表示方法 二 等温立体干基图剖析4 体 六个两相区 F 5 2 3AM HRGQLP是AM盐的结晶区 BM HRJWKVP是BM盐结晶区 CM GQZMUWJR是CM盐结晶区 CN DUMZES是CN盐结晶区 BN DUWKVFS是BN盐结晶区 AN LQZESFVP是AN盐结晶区 二 等温立体干基图 第一节交互五元体系图形表示方法 二 等温立体干基图剖析4 体 六个两相区 F 5 2 3AM HRGQLP是AM盐的结晶区 BM HRJWKVP是BM盐结晶区 CM GQZMUWJR是CM盐结晶区 CN DUMZZES是CN盐结晶区 BN DUWKVFS是BN盐结晶区 AN LQZESFVP是AN盐结晶区 第一节交互五元体系图形表示方法 三 75 时Na K Cl SO4 NO3 H2O的五元水盐体系 三 简化干基图 一 简化干基图坐标在等温立体图中舍去了温度和水这两个因素 三维 再在干基中舍去某种盐了 二维 六种单盐中舍掉哪一种 根据系统的情况以及研究对象的特点来决定 海水及卤水中含的盐以Na2Cl2最多 蒸发时首先对Na2Cl2饱和 并且此后卤水始终是对Na2Cl2饱和的 研究苦卤的综合利用以及一些盐矿的形成时 处于特殊的地位 因此 可以先把Na2Cl2舍去 而后再单独考虑它 第一节交互五元体系图形表示方法 三 简化干基图 一 简化干基图坐标舍去了Na2Cl2 五种离子剩下了K2 Mg SO4 三种 可采用正三角形 等腰直角三角形等表示 三角形的三个顶点分别表示K2 Mg SO4 按等当量原则书写的 坐标的基准是 K2 Mg SO4 100摩尔 第一节交互五元体系图形表示方法 三 简化干基图 一 简化干基图坐标系统都可以用J 值表示其组成 第一节交互五元体系图形表示方法 J 值如何计算 1 某混合盐的J 值 M点 2 固相的J 值 S点 Kai点 K2Cl2点 1 从100克混合盐系统出发 算出各盐及水的摩尔数 2 进而求出各个离子的摩尔数 3 计算出K2 Mg SO4 三种离子摩尔数之和 简写为 三离子 作为基准 4 按照J 值含义 计算出J 值 第一节交互五元体系图形表示方法 1 某混合盐的J 值例如 某混合盐含MgSO422 69 MgCl216 91 K2Cl22 4 Na2Cl219 19 H2O38 81 重量 则其J 值可按下列步骤计算 1 从100克混合盐系统出发 算出各盐及水的摩尔数 第一节交互五元体系图形表示方法 1 某混合盐的J 值例如 某混合盐含MgSO422 69 MgCl216 91 K2Cl22 4 Na2Cl219 19 H2O38 81 重量 则其J 值可按下列步骤计算 2 进而求出各个离子的摩尔数 3 计算出K2 Mg SO4 三种离子摩尔数之和 简写为 三离子 作为基准 第一节交互五元体系图形表示方法 1 某混合盐的J 值例如 某混合盐含MgSO422 69 MgCl216 91 K2Cl22 4 Na2Cl219 19 H2O38 81 重量 则其J 值可按下列步骤计算 4 按照J 值含义 计算出J 值 第一节交互五元体系图形表示方法 1 某混合盐的J 值例如 某混合盐含MgSO422 69 MgCl216 91 K2Cl22 4 Na2Cl219 19 H2O38 81 重量 则其J 值可按下列步骤计算 例如K2Cl2 1摩尔中含K2 1 Cl2 1 其它离子均为零 所以 三离子 1 求得J 值为 K2 100 Mg 0 SO4 0 Na2 0 Cl2 100 H2O0 标在坐标中就是K2 那个顶点 说明此顶点实质上代表纯K2Cl2 又如固相MgSO4 其J 值为 K2 0 Mg 50 SO4 50 其他为零 标在图中为S点 再如固相复盐Kai 钾盐镁矾KCl MgSO4 3H2O 其J 值为K2 20 Mg 40 SO4 40 Na2 0 Cl2 20 H2O120 标于图中Kai点 正在K2Cl2与MgSO4两点的连线上 符合复盐的干基组成关系 第一节交互五元体系图形表示方法 2 固相的J 值 S点 Kai点 K2Cl2点 三 简化干基图简化干基图坐标只表示K2 Mg SO4 三种离子的摩尔百分比例关系 而不能表示Na2 Cl2 及水量的多少 前面讲了舍去哪一种盐与研究体系的特点有关 例如 舍去MgSO4时 可以K2 Na2 Cl2 100摩尔作为基准 那么 相应简化干基图的三个顶点分别为K2 Na2 Cl2 第一节交互五元体系图形表示方法 三 简化干基图 二 简化干基图标绘 第一节交互五元体系图形表示方法 表6 2Na2 K2 Mg SO4 Cl2 H2O体系25 数据 对Na2Cl2饱和 第一节交互五元体系图形表示方法 表6 2Na2 K2 Mg SO4 Cl2 H2O体系25 数据 对Na2Cl2饱和 三 简化干基图 二 简化干基图标绘在液相栏内 只给出了Na2 K2 Mg 及H2O的J 值 SO4 Cl2 的未给出J 值 但可按J 值的含义求出 以B点为例 由于 三离子 100 故SO4 的J 值应为100 22 6 55 6 21 8又因为正离子总和等于负离子总和 故Cl2 的J 值可由正离子总和减去SO4 求得 即 22 6 55 6 36 2 21 8 92 6 第一节交互五元体系图形表示方法 三 简化干基图 二 简化干基图标绘五元体系简化干基图中连接液相曲线的原则是 具有三个共同平衡固相的点可连 三盐共饱线 区域如何划分呢 具有两个 Na2Cl2与另一个盐 共同平衡固相的点所围成的区域即标注另一个盐的分子式 简化干基图标绘是否正确的检验 1 检验图中区域的个数一般来说 除Na2Cl2外 出现了多少个固相 就应该有多少个区域相对应 2 检验五元等温零变点引出的线数一般来说 由五元等温零变点应引出三条液相线 不应多也不应少 第一节交互五元体系图形表示方法 三 简化干基图 三 简化干基图的认识点 U V S Q O N K D E J I C B G线 YV XV VU UE US ST SQ QR QO OP ON DN NK LK KJ JC JI JC CB BI IG HG GF CD DE ZE面 第一节交互五元体系图形表示方法 三 简化干基图 三 简化干基图的认识面 Mg XVY Bis YVUST Tet TSQR Pen RQOP Hex POLKN Eps LKHGIJK Ast HGFSO4 Na2SO4 XZEUVX Car USQONDE Kai DNJC Leo CBIJ Pic BIGFA Gla ZEDCBAK2 K2Cl2 共十三个面都是与Na2Cl2共饱和盐 第一节交互五元体系图形表示方法 三 简化干基图 三 简化干基图的认识共饱点如何判断 相称点 零变点在三个固相点构成的相应三角形内 如V点 非相称点 零变点在此三角形外 是第一种不相称零变点 如B点 相应三角形已退化为一直线 零变点在此直线之外 是第二种不相称零变点 如Q点 第一节交互五元体系图形表示方法 四 水图及Na2 图水图和Na2 图是从H2O及Na2Cl2的J 值出发 对应于简化干基图建立直角坐标进行标绘的 如图6 9所示 水图的坐标单位是 H2O摩 100摩 K2 Mg SO4 Na2 图的坐标单位是 Na2 摩 100摩 K2 Mg SO4 第一节交互五元体系图形表示方法 第二节交互五元体系相图的运用 一 过程向量法的运用二 蒸发析盐规律分析三 相平衡界限点及状态的确定 第二节交互五元体系相图的运用 一 过程向量法的运用1 在液相面上 两固一液时当在两固一液平衡状态下蒸发水分时 简化干基图的液相面上应有一个过程向量 它远离除Na2Cl2外的一个固相点 表示蒸发时该固相析出的一个箭头 表示与Na2Cl2共析 正因为如此 与Na2Cl2及另一固相平衡的相面都是共饱面 例 图中Na2Cl2 K2Cl2共饱面上的1点 第二节交互五元体系相图的运用 一 过程向量法的运用2 液相线上 三固一液平衡时在简化干基图的液相线上 按照液相线上两个过程向量成立的条件 这两个向量必在液相线的两侧 例 液相线AB上的2点 平衡固相为Na2Cl2 K2Cl2 Gla K2Cl2 Gla蒸发时都析出 液相沿着和向量的方向朝B运动 液相线上的3点 平衡固相为Na2Cl2 K2Cl2 Car 此时K2Cl2溶解 Car析出 当然 Na2Cl2此时也是析出的 液相沿着和向量的方向朝E点运动 第二节交互五元体系相图的运用 一 过程向量法的运用2 液相线上 三固一液平衡时例 液相线OP上的4点 平衡固相为Na2Cl2 Eps Hex 而Eps Hex的固相点都在 MgSO4 nH2O 因此Eps Hex共析是不可能的 在蒸发时应是含结晶水多的Eps脱水变为含结晶水少的Hex 即Eps溶解 Hex析出 两个向量相反 和为零 液相在线上不动 Na2Cl2在过程中只能是既不析出也不溶解 保持不参与的状态 第二节交互五元体系相图的运用 一 过程向量法的运用3 在零变点上 四固一液平衡时在简化干基图的零变点上 应有三个过程向量 其和必为零 例如 零变E点 平衡固相为K2Cl2 Na2Cl2 Car Kai 是第一种不相称零变点 蒸发时必然有的固相要溶解 过程向量分析结果如图所示 表明K2Cl2溶解 Car Kai析出 过程向量和为零 液相在E点不动 Na2Cl2在过程中依然是析出的 其道理亦可从立体干基图说明 第二节交互五元体系相图的运用 一 过程向量法的运用3 在零变点上 四固一液平衡时例如 零变点O点 平衡固相为Na2Cl2 Eps Hex Kai是第二种不相称零变点 蒸发时必有固相溶解 由于Eps Hex的过程向量在一直线上 方向相反 已使向量和为零 其他向量即为多余 故此时发生的过程应是Eps脱水变为Hex 而Kai Na2Cl2不参与 Kai不参与的道理从简化干基图上便可说明 Na2Cl2不参与的道理和4点一样 可从立体干基图得到解释 第二节交互五元体系相图的运用 一 过程向量法的运用3 在零变点上 四固一液平衡时例如 V点 蒸发时平衡的四个固相Na2Cl2 Tet Car Bis共同析出 第二节交互五元体系相图的运用 二 蒸发析盐规律分析 例6 1试分析图6 16中未饱和溶液系统M在25 等温蒸发过程前五个阶段的析盐规律 给定蒸发时溶液首先对Na2Cl2饱和 2020 1 29 42 可编辑 第二节交互五元体系相图的运用 二 蒸发析盐规律分析 例6 1第五阶段 是Na2Cl2 K2Cl2 Pic共析 而上阶段析出的Gla溶解 液相点在B不动 总固相由S向T运动 T是 K2Cl2 Pic 连线上的一点 说明此时Gla已溶完 S T 第二节交互五元体系相图的运用 二 蒸发析盐规律分析 例6 2某苦卤J 值为K2 4 52 Mg 75 80 Na2 24 58 SO4 19 68 H2O1467 试用25 简化干基图分析其常温蒸发析盐规律 二 蒸发析盐规律分析 例6 2第一阶段 第七阶段 二 蒸发析盐规律分析 例6 2第八阶段 第十二阶段 二 蒸发析盐规律分析 例6 2 整个蒸发过程归纳如表 可分为四个大阶段 氯化钠析出 氯化钠和水合硫酸镁共析 氯化钠 水合硫酸镁以及钾盐共析 氯化钠 水合硫酸镁 钾盐以及六水氯化镁共析 第二节交互五元体系相图的运用 三 相平衡界限点及状态的确定 系统的状态与其简化干基组成 水量和Na2 量三方面因素有关 因此 需要综合运用简化干基图 Na2 图 水图进行分析 系统状态的确定又与蒸发过程密切相关 我们是通过研究一定简化干基组成的系统 在等温蒸发过程中其含水量 含Na2 量界限点的确定问题 三 相平衡界限点及状态的确定 一 蒸发时氯化钠首先析出的情况系统的状态与其简化干基组成 水量和Na2 量三方面因素有关 因此 需要综合运用简化干基图 Na2 图 水图进行分析 系统状态的确定又与蒸发过程密切相关 我们是通过研究一定简化干基组成的系统 在等温蒸发过程中其含水量 含Na2 量界限点的确定问题 三 相平衡界限点及状态的确定 第一阶段 无固相析出 系统即液相 直到对Na2Cl2饱和 界限点确定 Mx由蒸发实验数据确定 简化干基图 系统点M不动 液相点仍与系统点重合 固相点无 水图 系统从M 到Mx 到达Mx时Na2Cl2饱和 液相点仍与系统点重合 固相无 Na2 图 系统点M 不动 液相点仍与系统点重合 固相无 一 蒸发时氯化钠首先析出的情况 第二阶段 是Na2Cl2析出直到对K2Cl2饱和 界限点确定 1 先在简化干基图上过第二个析出的固相点 K2Cl2 和系统M连直线 交共饱面的边缘于L 2 再在水图 Na2 图上由过L竖直线和B A B A 相交找到L L 3 最后在水图上连K L Na2 图上连K L 分别交系统竖直线于M1及P 即为所求界限点 水图 系统点从MX到M1 液相点与系统点重合 Na2 图 系统点不动 而液相则由于Na2Cl2析出使其中Na2 量减少 应从M 向下运动到P 固相点 Na2Cl2 在Na2 图的无限远方 一 蒸发时氯化钠首先析出的情况 三 相平衡界限点及状态的确定 第三阶段 是Na2Cl2和K2Cl2共析 界限点确定 由L K2Cl2 连线与M 竖直线相交与M2点 是含水量界限点 简化干基图 系统点不变 液相点从M到L 固相点 K2Cl2 水图 系统点从M1到M2 液相点从M1到L 固相点在 K2Cl2 Na2 图 系统点不动 液相点从到P到L 固相点从Na2Cl2 到N 一 蒸发时氯化钠首先析出的情况 三 相平衡界限点及状态的确定 第四阶段 是Na2Cl2 K2Cl2和Gla三种共析 界限点确定 由B S 连线与M 竖直线相交与M3点 是含水量界限点 简化干基图 系统点不变 液相点从L到B 固相点从 K2Cl2 到S 水图 系统点从M2到M3 液相点从L 到B 固相点从 K2Cl2 到S Na2 图 系统点M 不动 液相点从到L 到B 固相点从N到S 一 蒸发时氯化钠首先析出的情况 三 相平衡界限点及状态的确定 第五阶段 是Na2Cl2 K2Cl2 Pie析出 Gla溶解 一 蒸发时氯化钠首先析出的情况 三 相平衡界限点及状态的确定 第五阶段 是Na2Cl2 K2Cl2 Pie析出 Gla溶解 界限点确定 由B T 连线与M 竖直线相交与M4点 是含水量界限点 简化干基图 系统点不变 液相点B不动 固相点从S到T 水图 系统点从M3到M4 液相点B 不动 固相点从S 到T Na2 图 系统点M 不动 液相点B 不动 固相点从S 到T 一 蒸发时氯化钠首先析出的情况 三 相平衡界限点及状态的确定 一 蒸发时氯化钠首先析出的情况 三 相平衡界限点及状态的确定 对于干基组成为M M 的系统来说 含水量不同时 将处于不同的相平衡状态 含水量在Mx以上 为未饱和溶液一相 Mx M1之间 为Na2Cl2固相与液相共存 M1 M2之间 为K2Cl2 Na2Cl2两固相与液相共存 M2 M3之间 为K2Cl2 Na2Cl2 Gla三固相与液相共存 M3 M4之间 为K2Cl2 Na2Cl2 Gla Pic四固相与液相共存 一 蒸发时氯化钠首先析出的情况 四 量的计算方法 例6 3某苦卤含K2Cl222 05 MgCl2161 43 MgSO471 17 Na2Cl2135 48 H2O872 42 克 升 试计算该卤水在100 等温蒸发至光卤石析出前的蒸发水量及固相析出量 解 以1升苦卤为基准 基准定为1升 那么这个基准也就相当于K2 Mg SO4 三离子之和3 026摩尔 图6 22为体系100 相图 局部 苦卤在简化干基图中为M点 处于Na2Cl2 Loe共饱面区域内 在水图 Na2 图中分别为M M 点 Loe M L Car B 与含钠量97 9相交 图6 22为体系100 相图 局部 苦卤在简化干基图中为M点 处于Na2Cl2 Loe共饱面区域内 在水图 Na2 图中分别为M M 点 该苦卤等温蒸发过程分析 略 结果表明 在光卤石析出前 固相只有Na2Cl2和Kie析出 过程中Loe虽然析出过 但后来又溶完了 与Na2Cl2 Kie平衡的液相为L L L 水图上相应的系统点为Me 0 40 30 20 10 1400 1200 800 400 0 Mg 图6 22Na2 K2 Mg SO4 Cl2 H2O体系100 相图局部 对Na2Cl2饱和 Na2 H2O SO4 K2 E E A B D L D L A S S S Kie A E M Loe Q B D H C Car Bis Me 558 3 7 Kie M Loe M L Car B 以含钠量97 9相交 图6 22为体系100 相图 局部 苦卤在简化干基图中为点 处于Na2Cl2 Loe共饱面区域内 在水图 Na2 图中分别为M M 点 该苦卤等温蒸发过程分析 略 结果表明 在光卤石析出前 固相只有Na2Cl2和Kie过程中Loe虽然析出过 但后来又溶完了 与Na2Cl2 Kie 衡的液相为L L L 水图上相应的系统点为Me 0 40 30 20 10 1400 1200 800 400 0 Mg 图6 22Na2 K2 Mg SO4 Cl2 H2O体系100 相图局部 对Na2Cl2饱和 Na2 H2O SO4 K2 E E A B D L D L A S S S Kie A E M Loe Q B D H C Car Bis Me 558 3 7 Kie M Loe M L Car B 以含钠量97 9相交 图6 22为体系100 相图 局部 苦卤在简化干基图中为点 处于Na2Cl2 Loe共饱面区域内 在水图 Na2 图中分别为M M 点 该苦卤等温蒸发过程分析 略 结果表明 在光卤石析出前 固相只有Na2Cl2和Kie过程中Loe虽然析出过 但后来又溶完了 与Na2Cl2 Kie平衡的液相为L L L 水图上相应的系统点为Me 0 40 30 20 10 1400 1200 800 400 0 Mg 图6 22Na2 K2 Mg SO4 Cl2 H2O体系100 相图局部 对Na2Cl2饱和 Na2 H2O SO4 K2 E E A B D L D L A S S S Kie A E M Loe Q B D H C Car Bis Me 558 3 7 Kie M 一 用杠杆规则法计算1 析出的固相和液相的三离子量在简化干基图上 杠杆臂代表相应物料中 三种离子的摩尔数 系统点为M 固相点为S 液相点为L 因此 当设析出固相中三离子总量为s摩尔 液相中三离子总量为1摩尔时 根据杠杆规则有故可算出S 1 113 l 1 914 s是总固相中三离子的量 而总固相由Na2Cl2及Kie MgSO4 H2O 组成 全部的三离子都含在Kie中 也就是析出的Kie中三离子量为1 113摩尔 如果要换算成相应的克数 则需乘以一个换算系数MC 某固相的克数 该固相的MC 该固相三离子摩尔数 Loe M L Car B 0 40 30 20 10 1400 1200 800 400 0 Mg 图6 22Na2 K2 Mg SO4 Cl2 H2O体系100 相图局部 对Na2Cl2饱和 Na2 H2O SO4 K2 E E A B D L D L A S S S Kie A E M Loe Q B D H C Car Bis Me 558 3 7 Kie M 以含钠量97 9相交 一 用杠杆规则法计算2 MC 求取固相的MC 数值是根据其J 值计算的 相当于每一摩尔三离子的该固相具有的克数 例如 MgSO4 H2O的J 值为 Mg 50 SO4 50 H2O50 其他离子为零 按MC 的含义可得式中24 31 96 06 18 0分别为Mg SO4 H2O的摩尔质量 于是 析出Kie的重量为69 19 1 113 77 0 克 Loe M L Car B 0 40 30 20 10 1400 1200 800 400 0 Mg 图6 22Na2 K2 Mg SO4 Cl2 H2O体系100 相图局部 对Na2Cl2饱和 Na2 H2O SO4 K2 E E A B D L D L A S S S Kie A E M Loe Q B D H C Car Bis Me 558 3 7 Kie M 以含钠量97 9相交 3 析出的Na2Cl2量 1 通过母液L中留存的Na2Cl2量间接求取 即Na2Cl2析出量y 系统中Na2Cl2量1 159 液相中Na2Cl2量Z而液相中Na2 的J 值可由图中L 点读得为3 7 故 摩尔 得y 1 159 0 071 1 09 摩尔 相当于116 9 1 09 127 克 2 析出的Na2Cl2量也可以通过Na2 图上固相点的读数计算 图中L M 连线与S 竖直线的交点即为总固相点 其J 值为97 9 因此 摩尔 与上面计算结果相同 Loe M L Car B 0 40 30 20 10 1400 1200 800 400 0 Mg 图6 22Na2 K2 Mg SO4 Cl2 H2O体系100 相图局部 对Na2Cl2饱和 Na2 H2O SO4 K2 E E A B D L D L A S S S Kie A E M Loe Q B D H C Car Bis Me 558 3 7 Kie M 与含钠量97 9相交 4 蒸发水量蒸发水量可通过水图上Me点的读数计算 即系统蒸发水量系统三离子量读得Me含水量为558 故 摩尔 相当于568克 Loe M L Car B 0 40 30 20 10 1400 1200 800 400 0 Mg 图6 22Na2 K2 Mg SO4 Cl2 H2O体系100 相图局部 对Na2Cl2饱和 Na2 H2O SO4 K2 E E A B D L D L A S S S Kie A E M Loe Q B D H C Car Bis Me 558 3 7 Kie M 以含钠量97 9相交 二 用物料平衡法计算卤水蒸发后得到总固相和液相 过程用符号表示为M W Na2Cl2 Kie L由数据表或图查得有关物料J 值为 Loe M L Car B 0 40 30 20 10 1400 1200 800 400 0 Mg 图6 22Na2 K2 Mg SO4 Cl2 H2O体系100 相图局部 对Na2Cl2饱和 Na2 H2O SO4 K2 E E A B D L D L A S S S Kie A E M Loe Q B D H C Car Bis Me 558 3 7 Kie M 以含钠量97 9相交 二 用物料平衡法计算设S为析出固相 Kie 中三离子量 y为析出Na2Cl2的量 w为蒸发水量 l为液相中三离子量 单位均为摩尔 则根据过程情况可列出物料平衡方程式如下 Loe M L Car B 0 40 30 20 10 1400 1200 800 400 0 Mg 图6 22Na2 K2 Mg SO4 Cl2 H2O体系100 相图局部 对Na2Cl2饱和 Na2 H2O SO4 K2 E E A B D L D L A S S S Kie A E M Loe Q B D H C Car Bis Me 558 3 7 Kie M 以含钠量97 9相交 解方程得l 1 92 s 1 11 y 1 09 W 31 8 两种方法所得结果稍有出入 这是由于作图 读数以及运算的误差造成的 一 等温立体干基图一个简单五元体系包括下列较少组分的体系 四个二元体系 即NaCl H2O KCl H2O MgCl2 H2O CaCl2 H2O体系 六个三元体系 即NaCl KCl H2O NaCl MgCl2 H2O NaCl CaCl2 H2O KCl MgCl2 H2O KCl CaCl2 H2O MgCl2 CaCl2 H2O体系 四个简单四元体系 即NaCl KCl MgCl2 H2O NaCl KCl MgCl2 H2O NaCl MgCl2 CaCl2 H2O KCl MgCl2 CaCl2 H2O体系 第三节简单五元体系相图 一 等温立体干基图简单五元体系的等温干基图是正四面体表示的 它能反映体系的组成关系 如图6 23所示 正四面体的四个顶点表示四种无水单盐 也就是四个二元体系 六条边线表示六个三元体系 四个正三角形面表示四个简单四元体系 正四面体坐标使用的组成表示方式 可以是重量 也可以是摩尔 并且有NaCl KCl MgCl2 CaCl2 100 第三节简单五元体系相图 一 等温立体干基图体 有四个分别是四种盐的结晶体AGHKJLF是A盐结晶区面 两盐共饱面有五个交面FGEL是与A B两盐的共饱面线 三盐共饱线四条GE线是与A B C三盐共饱线 点 四盐共饱点一个E点是A B C D四种盐共饱点 它是等温零变点 第三节简单五元体系相图 二 简化图形 一 简化干基图及水图 盐图为了使立体图平面化 还需要舍去一种盐 对于NaCl KCl MgCl2 CaCl2 H2O体系 当所研究的系统涉及对NaCl饱和时 则可将NaCl舍去 舍去NaCl后 余下KCl MgCl2 CaCl2三种盐 于是形成的简化干基图坐标如图中的正三角形所示 不言而喻 其基准为KCl MgCl2 CaCl2 100 单位 这个单位可以是克 摩尔 因此 这一简化干基组成表示方式就是相对于KCl MgCl2 CaCl2 100克的各盐及水的克数 为方便起见 记为符号Z 显然 这种简化干基图上只能反映出系统中KCl MgCl2 CaCl2之间的百分比例关系 系统标绘时也只根据这三个盐的Z值进行即可 第三节简单五元体系相图 三 相图运用例6 4某盐水含NaCl127 KCl4 8 MgCl223 1 CaCl23 4 H2O946 8 克 升 试用25 相图分析该盐水等温蒸发过程 并计算在含钙固相析出之前的蒸发水量及固相析出量 第三节简单五元体系相图 C CaCl2 A KCl MgCl2 B 图6 28Na2 K2 Mg Ca Cl2 H2O体系25 相图 对NaCl饱和 CaCl2 6H2O KCl R Q M D Car S K H L