6-08二组分固态不互溶凝聚系统相图.ppt

二组分系统的相律 P 1F 3P 2F 2P 3F 1P 4F 0 F C P 2 对于二组分系统 C 2 F 2 P 2 F 4 P 若在指定压力下或对于凝聚系统忽略压力的影响 F C P 1 用于二组分系统F 2 P 1 F 3 P P 1F 2P 2F 1P 3F 0 T p xB T xB 对于二组分系统最多可有4个相平衡共存 6 8二组分固态不互溶凝聚系统相图 6 8二组分固态不互溶凝聚系统相图 二组分固态不互溶凝聚系统的相图 二组分液态不互溶的气液平衡相图 相图演变 热分析法 绘制相图的基本方法 将样品加热熔化 令其缓慢均匀地冷却 记录冷却过程中系统的时间 温度数据 以温度为纵坐标 时间为横坐标 绘制步冷曲线 根据步冷曲线判断系统中的相变 在温度 组成图上将相变起始点和相变结束点分别连成线 就得到了所需的相图 s A s B l s A l l s B 271 凝聚相系统F C P 1单组分F 2 P单相F 1双相F 0 二组分F 3 P单相F 2双相F 1三相F 0 热分析法 相图的绘制 步冷曲线 sA析出 l干涸 l干涸 l干涸 sB析出 sA析出 sB析出 sA sB同时析出 sB l P Q 分析点 线 面的含义 相态 自由度 步冷曲线 杠杆规则 S1ES2为三相线S1 S2为单相固相点 E为低共熔点 液相点 共晶点 三相点 PE线为A的凝固点降低曲线 或A的溶解度曲线 QE线为B的凝固点降低曲线 或B的溶解度曲线 P为A的熔点Q为B的凝固点 相图分析 l s B s A l s A s B l s A l l s B 共晶体 相图的分析 共晶体 斜线对溶液 溶液气液固 斜线看外面 垂线看下面 相区分析总结 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 80 40 40 0 120 80 p 101 3kPa H2O A NH4 2SO4 wB s A s B l t l s B SA SB Q P L0 0 384 19 05 s A l H2O A NH4 2SO4系统的固 液平衡相图 状态为L0点的溶液冷却析出的低共熔混体物称为低熔冰盐合晶 在实验室里可用来制冷 得到0 以下的低温 水盐系统相图可应用于重结晶法精制盐类 水盐相图 90 以上过滤 除去不溶性杂质 水盐相图 由溶解度数据可得到 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 A B xB p 101325Pa l L S2 S1 l s B s A l s A s B 80 60 20 40 100 t 邻硝基氯苯 A 对硝基氯苯 B 系统相图 S 1 2 M L 除合金系统和水盐系统外 有机物也有这种类型的相图 同样可用来进行结晶分离 有机相图 邻 对位硝基氯苯的物理常数 结晶分离 结晶分离 送往精馏塔 精馏釜底液送往A结晶分离器 A B 进入结晶分离器 结晶分离 实例 1 固态完全互溶凝聚系统 置换式 取代式 固熔体固态完全互溶 l s 镶嵌式 填充式 固熔体固态部分互溶 6 9 二组分固态互溶系统液 固相图 6 9 二组分固态互溶系统液 固相图 固溶体或固态溶液 xB 1 0 xB 0 8 xB 0 6 xB 0 4 xB 0 2 xA 1 0 1703 1640 1581 1505 1400 1210 1550 1440 1345 1265 1 固态完全互溶凝聚系统 硅 锗相图 两个单相区固相区s A B 液相区l A B 一个两相区l s P 1 F 2P 2 F 1 每个相区一个面 两相区由两条线组成 液相线 凝固点曲线 l s固相线 熔点曲线 l s 固态完全互溶凝聚系统 相图分析 TB T TA 常压 s l l s 0 A 1 B xB l s S l S l 固态完全互溶凝聚系统 有最低点的相图 固态部分互溶系统 小结 相图演变 1 系统有一低共熔点 p 101325Pa t 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 300 250 150 200 100 Sn A Pb B xB l l S1 S2 L 350 327 232 l 0 011 0 26 0 71 0 96 N M Sn A Pb B 系统的熔点 组成图 2 固态部分互溶系统 水平线S1LS2是三相线 系统点位于线上任一位置 除两端点 会以两液相和一气相共存 S1 L和S2分别是三个相点 当系统组成位于L点组成时 两共轭固溶体的熔化使两固相同时消失 二组分凝聚系统 F C P 1 3 P 固态部分互溶系统 p 101325Pa t l l l 一相快两相慢三相停温度齐 固态部分互溶系统 1 系统有一低共熔点 F C P 1 3 P l 1 系统有一低共熔点 固态部分互溶系统 相图演变 2 系统有一转变温度 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 A B wB 2000 1600 800 1200 2400 400 p 101325Pa Ag A Pt B 系统的温度 组成图 l t l M N L 1772 961 l N M 在三相线LMN上 除两端点 此时的温度称为转变温度 l 1 系统有一低共熔点 F C P 1 3 P l l l l 析出开始 消失 t T 2 系统有一转变温度 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 A B xB P1atm t 40 s C s B l l s B 20 s A l C s A s C s C l E1 Q 6 l s C 苯酚 A 苯胺 B 系统的温度 组成图 30 20 10 0 10 31R 生成稳定化合物系统 A B AB C C S R 3 1 2化合物C AB 的组成xC 0 5 左图可以看成是由两个具有低共熔点的固态不互溶系统的相图组合而成 图中有两条包括3个相点的三相线 E2 稳定化合物具有相合熔点 是指它在熔化时液态和固态的组成相同 6 10生成化合物的系统 p 101325Pa t Na A K B 系统的温度 组成图 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 100 50 50 0 150 100 Na A K B xB s C s B l s B L SC s A l s A s C SB s C l Na2K C 6 11生成不稳定化合物系统 固体化合物C升温至某一温度时发生分解 此时三相平衡 此时的温度称为不相合熔点 或转熔温度 F 0 F C P 1 2 3 1 0 Na2K C 的横坐标为xC 0 333 稳定化合物相合熔点不稳定化合物不相合熔点 6 11生成不稳定化合物系统 p 101325Pa t Na A K B 系统的温度 组成图 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 100 50 50 0 150 100 Na A K B xB s C s B l l s B L SC s A l s A s C SB s C l Na2K C 从相图可反过来推知各组成混合液的步冷曲线的形式 l l s A s C l s C l s C s B s C s B l s A 一相快两相慢三相停温度齐 步冷曲线 遇斜给拐点 遇平给平台 二组分复杂相图举例 常压 t 由三个