考研物理化学课件(1)

1、1第第 三三 章章 相相 平平 衡衡 状状 态态 图图2相图：图解相平衡相图：图解相平衡条件条件与与组成组成的函数关系的函数关系条件条件：温度（沸点、熔点）、压力（蒸汽压）：温度（沸点、熔点）、压力（蒸汽压）组成组成：气、液、固相组成（如溶解度）：气、液、固相组成（如溶解度）基本内容基本内容3I I 单组分系统相图单组分系统相图4 C=1 f=C-+2=3- f 0，1 31 1，f2 双变量系统双变量系统 2，f1 单变量系统单变量系统 3，f0 无变量系统无变量系统3.1 单组分系统的单组分系统的 p-T 图图53.1.1 水的水的 p-t 图图表表 H2O 的的相相平平衡衡数数据据用用p

2、-Tp-T图图表表示示： 读图要点：读图要点：点、线、区的含义；各点、线、区的含义；各相区自由度数；系统状态相区自由度数；系统状态变化的描述。变化的描述。三相点与冰点的区别、三相点与冰点的区别、亚稳状态、固液线的倾斜亚稳状态、固液线的倾斜方向。方向。相图的界限相图的界限t/OBAC0.006110.01固固气气液液CP / 10 5 Pa374.2221H2O的的p-T图图3.1 单组分系统的单组分系统的 p-T 图图两相平衡两相平衡 三相平衡三相平衡 水或冰的饱和蒸汽压水或冰的饱和蒸汽压/Pa 平衡压力平衡压力/MPa 平衡压力平衡压力 /Pa t / 水水气气 冰冰气气 冰冰水水 冰冰水水

3、气气 -20 103.4 199.6 -15 (190.5) 165.2 161.1 -10 285.8 295.4 115.0 -5 421.0 410.3 61.8 0.01 611.0 611.0 611.0 10-6 611.0 20 2337.8 60 19920.5 99.65 100000 100 101325 374.2 22119247 6纯水的三相点及纯水的三相点及“水水”的冰点的冰点纯水纯水水蒸气水蒸气P=611Pa冰冰t=0.01在密闭容器中在密闭容器中图图 H2O的三相点的三相点被空气饱和的水被空气饱和的水空气和水蒸气空气和水蒸气P=101.325 kPa冰冰t=0在

4、敞口容器中在敞口容器中图图 “水水”的冰的冰点点3.1 单组分系统的单组分系统的 p-T 图图3.1.1 水的水的 p-t 图图7 读图要点：读图要点： 同前。同前。 OA 线的倾斜方向；线的倾斜方向；三相点三相点 p、t 值；干值；干冰升华条件；超临界冰升华条件；超临界萃取（萃取（1.1.6）。）。和第一章的和第一章的pVm图比较。图比较。-60-60 -40-40 -20-200 02020404060608080100100B B5 5101015152020252530303535-56.6-56.6t tc=31.06c=31.06t/t/o oC C气气液液固固超临界流体超临界流体

5、100100200200300300400400500500600600700700800800900900100010001100110012001200p p/ /MPaMPap pc c=7.38MPa=7.38MPaA A0.518MPa0.518MPaCO2的的p-T图图3.1.2 二氧化碳的二氧化碳的 p-t 图及超临界图及超临界CO2流体流体3.1 单组分系统的单组分系统的 p-T 图图83.1.3 硫的硫的 p（对数坐标）（对数坐标）-t 图图 读图要点：读图要点： 同前。同前。 三相点个数；最多三相点个数；最多平衡相数。平衡相数。Et/80120160p / 10 5 Pa1

6、0210010-210-410-6104单斜硫单斜硫气态硫气态硫正交硫正交硫液态硫液态硫BCH2O的的p-T图图3.1 单组分系统的单组分系统的 p-T 图图9II 二组分系统相图二组分系统相图10按组分数按组分数单组分系统单组分系统二组分系统二组分系统三组分系统三组分系统按性质组成按性质组成蒸气压蒸气压 组成图组成图沸点沸点 组成图组成图熔点熔点 组成组成图图温度温度 溶解度图溶解度图按溶解情况按溶解情况完全互溶系统完全互溶系统部分互溶系统部分互溶系统完全不互溶系统完全不互溶系统相图的分类相图的分类3.2气液平衡气液平衡3.3液液、气液平衡液液、气液平衡3.4固液平衡固液平衡C=2f = 2

7、-+2=4 - fmax=3（温度、压力、组成）（温度、压力、组成）f 0， 1b=1，fmax=fmax-1=2，则有：温度一定时的，则有：温度一定时的p-x(y)图；图；压力一定时压力一定时 t-x(y) 图。图。11按组分数按组分数单组分系统单组分系统二组分系统二组分系统三组分系统三组分系统按性质组成按性质组成蒸气压蒸气压 组成图组成图沸点沸点 组成图组成图熔点熔点 组成图组成图温度温度 溶解度图溶解度图按溶解情况按溶解情况完全互溶系统完全互溶系统部分互溶系统部分互溶系统完全不互溶系统完全不互溶系统相图的分类相图的分类12液液相相组组成成xB 气气相相组组成成yB 蒸蒸汽汽总总压压p /

8、 102kPa 0 0 0.3846 0.1161 0.2530 0.4553 0.2271 0.4295 0.5225 0.3383 0.5667 0.5907 0.4532 0.6656 0.66499 0.5451 0.7574 0.7166 0.6344 0.8179 0.7722 0.7327 0.8782 0.8331 0.8243 0.9240 0.8907 0.9189 0.9672 0.9845 0.9565 0.9827 0.9179 1.000 1.000 0.9982 3.2 二组分系统气液平衡相图二组分系统气液平衡相图3.2.1 二组分液态完全互溶系统的二组分液态完全

9、互溶系统的蒸气压蒸气压 组成组成图图1. 无极值类型无极值类型甲苯甲苯(A)- 苯苯(B)系统系统的蒸汽压与液相组的蒸汽压与液相组成气相组成的关系成气相组成的关系数据表数据表 (79.7 ) C6H5CH3(A)-C6H6 (B)系统蒸汽压系统蒸汽压-组成图组成图13C6H5CH3(A)-C6H6 (B)系统蒸汽压系统蒸汽压-组成图组成图3.2.1 二组分液态完全互溶系统的二组分液态完全互溶系统的蒸气压蒸气压 组成组成图图1. 无极值类型无极值类型*Bp*ApC6H5CH3(A)C6H6 (B)yB0.00.81.00.40.00.00.8

10、1.0t =79.7 xBp / 102 kPa 读图要点：读图要点： 点、线、区名称点、线、区名称相态、自由度数相态、自由度数; 系统点（系统点（p，系，系统总组成）与相点统总组成）与相点（p，相组成），相组成）; p与与pA*、pB*的相的相对关系。对关系。由由(p, xB)数据组数据组画出液相线画出液相线由由(p, yB)数据组数据组画出气相线画出气相线气相区气相区g(A+B)气液共存区气液共存区l(A+B) g(A+B)液相区液相区l(A+B)f=0f=0f=1f=1f=2f=1f=23.2 二组分系统气液平衡相图二组分系统气液平衡相图纯纯A饱和饱和蒸气压蒸气压纯纯B饱和饱和蒸气压蒸气

11、压143.2.1 二组分液态完全互溶系统的二组分液态完全互溶系统的蒸气压蒸气压 组成组成图图1. 无极值类型无极值类型 读图要点：读图要点： 点、线、区名称点、线、区名称相态、自由度数相态、自由度数; 系统点（系统点（p，系，系统总组成）与相点统总组成）与相点（p，相组成），相组成）; p与与pA*、pB*的相的相对关系。对关系。3.2 二组分系统气液平衡相图二组分系统气液平衡相图*Bp*ApC6H5CH3(A)C6H6 (B)yB0.00.81.00.40.00.00.81.0t =79.7 xBp / 102 kPa(0.6 102kP

12、a, 0.61)气相点气相点(0.6 102kPa, 0.32)液相点液相点(0.6 102kPa, 0.52)系统点系统点连结线连结线(0.2 102kPa, 0.52)是系统组成也是系统组成也是气相组成，是气相组成，所以所以单相区系单相区系统点与相点重统点与相点重合。合。15 读图要点：读图要点： 点、线、区名称点、线、区名称相态、自由度数相态、自由度数; 系统点（系统点（p，系统，系统总组成）与相点（总组成）与相点（p，相组成）相组成）;与上图相比，液与上图相比，液相线的差别。相线的差别。60.120.300.00.81.00.0

13、0.81.0*Bp*Apt=25l(A+B)g(A+B)l(A+B)g(A+B)H2O(A)C3H6O(B)yBxBp/102kPaH2O(A)-C3H6O (B)系统蒸汽压系统蒸汽压-组成图组成图3.2.1 二组分液态完全互溶系统的二组分液态完全互溶系统的蒸气压蒸气压 组成组成图图1. 无极值类型无极值类型3.2 二组分系统气液平衡相图二组分系统气液平衡相图163.2.1 二组分液态完全互溶系统的二组分液态完全互溶系统的蒸气压蒸气压 组成组成图图3.2 二组分系统气液平衡相图二组分系统气液平衡相图2. 有极值的类型有极值的类型 读图要点：读图要点： 点、线、区名称相点、线、区名称相态、自由度

14、数态、自由度数; 蒸气压有极大值：蒸气压有极大值： yB=xB，气相线与液相，气相线与液相线相切；线相切； 极大值左侧极大值左侧yBxB，极大值右侧极大值右侧yBxB。0.00.81.0*Bp*Apt=60l(A+B)g(A+B)lgH2O(A)C2H5OH(B)yBxBp/102kPa0.41. 00.00.00.81.0yB=0.92xB=0.92H2O(A)-C2H5OH (B)系统蒸汽压系统蒸汽压-组成图组成图170.00.81.0*Bp*Apl(A+B)g(A+B)CHCl3(A)C3H6O (B)yBxB1.0

15、0.00.00.81.0yB=0.36xB=0.36t=55.1lglgP=0.75105PaCHCl3(A)-C3H6 O(B)系统蒸汽压系统蒸汽压-组成图组成图p/102kPa3.2.1 二组分液态完全互溶系统的二组分液态完全互溶系统的蒸气压蒸气压 组成组成图图3.2 二组分系统气液平衡相图二组分系统气液平衡相图2. 有极值的类型有极值的类型 读图要点：读图要点： 点、线、区名称相点、线、区名称相态、自由度数态、自由度数; 蒸气压有极小值：蒸气压有极小值： yB=xB，气相线与液相，气相线与液相线相切；线相切； 极大值左侧极大值左侧yBxB。183.2.

16、2 3.2.2 二组分液态完全互溶系统的二组分液态完全互溶系统的沸点沸点组成组成图图1. 1. 无极值类型无极值类型C6H5CH3(A)-C6H6 (B)沸点与沸点与液相组成液相组成及气相组成的数据及气相组成的数据关系表关系表(p=101325Pa)沸沸点点 t / 液液相相组组成成 xB气气相相组组成成 yB110.6200108.750.0420.089104.870.1320.257103.000.1830.384101.520.2190.39597.760.3250.53095.010.4670.61992.790.4830.68890.760.5510.74288.630.6280.

17、80086.410.7120.85384.100.8100.91181.990.9000.95880.101.0001.000 C6H5CH3(A) -C6H6 (B)系统的沸点系统的沸点-组成图组成图3.2 二组分系统气液平衡相图二组分系统气液平衡相图190.00.81.0*Bt*Atl(A+B)C6H5CH3(A)C6H6 (B)xByB12010060800.00.00.81.0t/g(A+B)p=101 325PaxB=0.50 xL，B=0.41x2，ByG，B=0.62y1，Bmm3LMGg(A+B)l(A+B)m2m13.2.2 3.2.2 二

18、组分液态完全互溶系统的二组分液态完全互溶系统的沸点沸点组成组成图图1. 1. 无极值类型无极值类型3.2 二组分系统气液平衡相图二组分系统气液平衡相图 读图要点：读图要点： 基本要求同前；基本要求同前； 与蒸气压与蒸气压-组成图比组成图比较：较： 相线位置、相线位置、 t与与tA*和和tB*的关系；的关系； 露点与泡点含义。露点与泡点含义。0.00.81.0*Bt*Atl(A+B)C6H5CH3(A)C6H6 (B)xByB12010060800.00.00.81.0t/g(A+B)p=101325PaxB=0.50 xL，B=0.41x2，ByG，B=0.

19、62y1，Bmm3LMGm2m1C6H5CH3(A)-C6H6 (B)系统系统 沸点沸点-组成图组成图l(A+B)g(A+B)1.0*Bp*ApC6H5CH3(A)C6H6 (B)yB0.00.00.81.0t/g(A+B)t =79.7 LMG xBl(A+B)l(A+B)g(A+B)p / 102 kPaC6H5CH3(A)-C6H6(B)系统蒸汽压系统蒸汽压-组成图组成图212. 有极值类型有极值类型0.00.81.0*Atg(A+B)g(A+B)l(A+B)H2O(A)C2H5OH(B)xByBt

20、/12010060800.00.81.0p=101325Pa78.15l(A+B)*BtxB=0.897yB=0.897+ l(A+B)g(A+B)H2O(A)-C2H5OH(B)系统沸点系统沸点-组成图组成图 读图要点：读图要点： 基本要求同前；基本要求同前； 与前与前H2O-C2H5OH系系统蒸汽压统蒸汽压-组成图对比；组成图对比； 最低恒沸点：最低恒沸点：yB=xB，气相线与液相线相切；气相线与液相线相切； 恒沸点左侧恒沸点左侧yBxB，右，右侧侧yB y yB B，右，右侧侧x xB B y yB B。0.00.81.0*Bt*Atl(A+B)g(A

21、+B)CH3Cl(A)C3H6O(B)xByBt/706555600.00.81.0p=101325PaxB=0.215yB=0.215g(A+B)l(A+B)64.42. 有极值类型有极值类型3.2.2 3.2.2 二组分液态完全互溶系统的二组分液态完全互溶系统的沸点沸点组成组成图图3.2 二组分系统气液平衡相图二组分系统气液平衡相图243.2.2 3.2.2 二组分液态完全互溶系统的二组分液态完全互溶系统的沸点沸点组成组成图图3. 杠杆规则（根据物质守恒推导，证明过程自学）杠杆规则（根据物质守恒推导，证明过程自学）*Atl(A+B)g(A+B)t/*Btg(A+B)l(A

22、+B)xBp 一定一定ABgklgBylBxxBtxB图图kglknn lgBgBlBBlgxyxxnn 组成标度为质量分数时组成标度为质量分数时BgBlBB) l ()g(wwwwmm kglkmm lg也适用于非平衡系统；也适用于非平衡系统；3.2 二组分系统气液平衡相图二组分系统气液平衡相图253.2.2 3.2.2 二组分液态完全互溶系统的二组分液态完全互溶系统的沸点沸点组成组成图图3. 杠杆规则（根据物质守恒推导，证明过程自学）杠杆规则（根据物质守恒推导，证明过程自学）*Atl(A+B)g(A+B)t/*Btg(A+B)l(A+B)xBp 一定一定ABgklgBylBxxBtxB图图

23、BgBlBBlgxyxxnn n(l)+n(g)=n(总总)n(l)n(g)3.2 二组分系统气液平衡相图二组分系统气液平衡相图系统组成：系统组成：xB系系 统统 点点相相 组组 成：成： xBl 、 yBg 相相 点点总总 量：量：n=nA+nB=nl+ng相相 量量 /比：比：nl、ng ， nl/ng 杠杆规则杠杆规则260.00.81.0C6H5CH3(A)C6H6(B)xByBt/140120801000.00.81.0 图图 精馏分离原理精馏分离原理l(A+B)g(A+B)4. 精馏分离原理精馏分离原理y3 ,Bt2y2 ,By1 ,Bt4t5t

24、1x3 ,Bx4 ,Bx5 ,Bt3xBx2 ,Bx1 ,By5,By4 ,B 分离的液态完全互溶分离的液态完全互溶的混合物的混合物，原理：反复原理：反复多次的部分冷凝部分汽多次的部分冷凝部分汽化化3.2.2 3.2.2 二组分液态完全互溶系统的二组分液态完全互溶系统的沸点沸点组成组成图图3.2 二组分系统气液平衡相图二组分系统气液平衡相图273.3 二组分系统液液、气液平衡相图二组分系统液液、气液平衡相图完全完全互溶互溶完全不完全不互溶互溶3.3.1 二组分液态完全不互溶系统的沸点二组分液态完全不互溶系统的沸点 - 组成图组成图 28 读图要点：读图要点： p*(H2O) T及及p*(C6H

25、6) T 满足何满足何关系；关系； p总总= p*(H2O)+p*(C6H6)，与两组分相对量无与两组分相对量无 关关 。 psu=101kPa 时，时，y(C6H6)=p*(C6H6)/p*(H2O)+p*(C6H6)=0.724 Tb(A+B)T*b(A)， Tb(A+B)T*b(B)333343353363373T /Kp/102kPa0.82. 00.01.41.00.20.61. 8p* (H2O)p* (C6H6)p* (H2O) + P* (C6H6)水、苯的蒸汽压与温度的关系图水、苯的蒸汽压与温度的关系图3.3 二组分系统液液、气液平衡相图二组分系统液液、气液

26、平衡相图3.3.1 二组分液态完全不互溶系统的沸点二组分液态完全不互溶系统的沸点 - 组成图组成图 293.3.2 水蒸气蒸馏原理水蒸气蒸馏原理 用水蒸气蒸馏用水蒸气蒸馏 提提纯与水完全不互溶的纯与水完全不互溶的有机液体。因为可以有机液体。因为可以降低系统沸点，故降低系统沸点，故 可可避免有机物分解、节避免有机物分解、节约能源约能源 。 3.3 二组分系统液液、气液平衡相图二组分系统液液、气液平衡相图冷却水球形冷凝管水蒸气蒸馏装置温度计水蒸气发生瓶有机液体30图图 H2O(A) - C6H6(B) 沸点沸点-组成图组成图0.00.81.0*Bt*AtH2O(A)C6H6(B)

27、xB(yB)t/100804060p=101 325Pa两个液相线：两个液相线：A液相线液相线： t xB(=0)B液相线液相线： t xB(=1)完全不完全不互溶液态系统互溶液态系统A-B，系统组成，系统组成xB=0.2，升温，升温t69.9 C,B液体消失液体消失完全不完全不互溶液态系统互溶液态系统A-B，系统组成，系统组成xB=0.2，升温，升温3.3.1 二组分液态完全不互溶系统的沸点二组分液态完全不互溶系统的沸点 - 组成图组成图 3.3 二组分系统液液、气液平衡相图二组分系统液液、气液平衡相图33图图 H2O(A) - C6H6(B) 沸点沸点-组成图组成图0.0

28、0.81.0*Bt*AtH2O(A)C6H6(B)xB(yB)t/100804060p=101 325Pat69.9 C,B液体消失液体消失同理，同理，xB0.724时，时，可画出另一条可画出另一条气相线气相线3.3.1 二组分液态完全不互溶系统的沸点二组分液态完全不互溶系统的沸点 - 组成图组成图 3.3 二组分系统液液、气液平衡相图二组分系统液液、气液平衡相图完全不完全不互溶液态系统互溶液态系统A-B，系统组成，系统组成xB=0.2，升温，升温34图图 H2O(A) - C6H6(B) 沸点沸点-组成图组成图0.00.81.0*Bt*AtH2O(A)C6H6(B)xB(y

29、B)t/100804060p=101 325Pa 读图要点：读图要点： 基本要求同前；基本要求同前； 三相线三相线CED l(A)+l(B)+g(A+B)l(A)+l(B)g(A+B)- l(A)g(A+B)g(A+B)- l(B)3.3.1 二组分液态完全不互溶系统的沸点二组分液态完全不互溶系统的沸点 - 组成图组成图 3.3 二组分系统液液、气液平衡相图二组分系统液液、气液平衡相图完全不完全不互溶液态系统互溶液态系统A-B，系统组成，系统组成xB=0.2，升温，升温353.3.3 二组分液态部分互溶系统液液、气液平衡相图二组分液态部分互溶系统液液、气液平衡相图1. 溶解度图（液、液平衡）溶

30、解度图（液、液平衡）0.00.81.0l(A+B)l (A+B)l (A+B)H2O(A)C6H5NH2(B)wBt/1601204080p=常数常数wB=0.49CKl l GFab167图图 H2O (A) -C6H5NH2(B)系统的溶解度图系统的溶解度图o以以A为溶为溶剂的剂的 相相以以B为溶为溶剂的剂的 相相 t相溶解度曲线相溶解度曲线和和t 相溶解度曲线相溶解度曲线在在167K（wB=0.49）交会交会临界会溶点临界会溶点3.3 二组分系统液液、气液平衡相图二组分系统液液、气液平衡相图36 读图要点：读图要点： 基本要求同前；基本要求同前； f = c - - +

31、1 ：凝聚相凝聚相相相数；数； 两相区应用杠杆规则两相区应用杠杆规则 定温、组成改变时及定温、组成改变时及定组成、升温时系统的定组成、升温时系统的相变化。相变化。aoobmm)l ()l (0.00.81.0l(A+B)l (A+B)l (A+B)H2O(A)C6H5NH2(B)wBt/1601204080p=常数常数wB=0.49CKGFab167H2O (A)-C6H5NH2(B)系统溶解度图系统溶解度图ol l 3.3.3 二组分液态部分互溶系统液液、气液平衡相图二组分液态部分互溶系统液液、气液平衡相图1. 溶解度图（液、液平衡）溶解度图（液、液平衡）3.3 二组分系统

32、液液、气液平衡相图二组分系统液液、气液平衡相图370.00.81.0l(A+B)l (A+B)l (A+B)H2O(A)C6H5NH2(B)wBt/1601204080p=常数常数wB=0.49CKGF167图图 H2O (A) -C6H5NH2(B)系统的溶解度图系统的溶解度图o定温，纯水中加苯氨定温，纯水中加苯氨：不饱和不饱和 相相饱和饱和 相相饱和饱和 相相+饱和饱和 相相（两相组成不变，相对（两相组成不变，相对量在变：量在变： 相增多，相增多， 相相减少）减少）饱和饱和 相相（ 相消失）相消失）（越来越稀）（越来越稀）3.3.3 二组分液态部分互溶系统液液、气液平衡相

33、图二组分液态部分互溶系统液液、气液平衡相图1. 溶解度图（液、液平衡）溶解度图（液、液平衡）3.3 二组分系统液液、气液平衡相图二组分系统液液、气液平衡相图不饱和的不饱和的 相相饱和的饱和的 相相饱和的饱和的 相相+ 饱和的饱和的 相相饱和的饱和的 相相（ 相消失）相消失）不饱和的不饱和的 相相 （越来越稀）（越来越稀）饱和的饱和的 相相+ 饱和的饱和的 相相（两相组成不变，相对量在变，（两相组成不变，相对量在变， 相越来越多，相越来越多， 相相越来越少）越来越少）定温下向纯水中加苯氨定温下向纯水中加苯氨：39水水- -苯氨系统升温苯氨系统升温：0.00.81.0l(A+B)

34、l (A+B)l (A+B)H2O(A)C6H5NH2(B)wBt/1601204080p=常数常数wB=0.49CKGF167o图图 H2O (A) -C6H5NH2(B)系统的溶解度图系统的溶解度图 相相+ 相相 相（相（ 相相消失）消失）l（A+B）（完全互溶）（完全互溶）或：或： 相相+ 相相相（相（ 相相消失）消失）l（A+B）（完全互溶）（完全互溶）3.3.3 二组分液态部分互溶系统液液、气液平衡相图二组分液态部分互溶系统液液、气液平衡相图1. 溶解度图（液、液平衡）溶解度图（液、液平衡）3.3 二组分系统液液、气液平衡相图二组分系统液液、气液平衡相图 相相+ 相相 相相+ 相（组

35、成相对量都变）相（组成相对量都变） 相（相（ 相消失）相消失） 即即l（A+B）（完全互溶）（完全互溶）水水- -苯氨系统升温苯氨系统升温： 41 读图要点：读图要点： 基本要求同前；基本要求同前；三相线三相线 CED：l (A+B)+l (A+B)+gE(A+B)2. 二组分液态部分互溶液系统的液液气平衡相图二组分液态部分互溶液系统的液液气平衡相图0.00.81.0*Bt*Atg(A+B)H2O(A)n-C4H9OH(B)wBwBt/12010060800.00.81.0l (A+B)l (A+B)p=常数常数wB=0.58l (A+B)l (A+B)GF

36、CEDg(A+B)l (A+B)g(A+B)l (A+B)图图 H2O(A) - n-C4H9OH(B) 系统的液、液、气平衡相图系统的液、液、气平衡相图3.3.3 二组分液态部分互溶系统液液、气液平衡相图二组分液态部分互溶系统液液、气液平衡相图3.3 二组分系统液液、气液平衡相图二组分系统液液、气液平衡相图0.00.81.0*Bt*Atg(A+B)H2O(A)n-C4H9OH(B)wBwBt/12010060800.00.81.0l (A+B)l (A+B)p=常数常数wB=0.58l (A+B)l (A+B)GFCEDg(A+B)l (A+B)g(A+B

37、)l (A+B)H2O(A) - n-C4H9OH(B) 沸点沸点-组成图组成图0.00.81.0*Bb,t*A,btl(A+B)g(A+B)g(A+B)l(A+B)H2O(A)n-C4H9OH(B)wBwBt/12010060800.00.81.0p=常数常数g(A+B)l(A+B)0.00.81.0l(A+B)l (A+B)l (A+B)H2O(A)n-C4H9OH (B)wBt/1201006080p2=常数常数CKl l GFab124.75H2O (A) - n-C4H9OH (B)溶解度图溶解度图owB0.00

38、.81.00.00.81.0*Bt*Atg(A+B)H2O(A)n-C4H9OH(B)wBwBt/12010060800.00.81.0l (A+B)l (A+B)p=常数常数wB=0.58l (A+B)l (A+B)GFCEDg(A+B)l (A+B)g(A+B)l (A+B)0.00.81.0*Bt*Atg(A+B)H2O(A)n-C4H9OH(B)wBwBt/12010060800.00.81.0l (A+B)l (A+B)p=常数常数wB=0.58l (A+B)l (A+B)GFCEDg(A+B)l (A+B)g(

39、A+B)l (A+B)完全不互溶是部分互溶的特例完全不互溶是部分互溶的特例0.00.81.0*Bt*AtABxB(yB)t/100804060p=常数常数l(A)+l(B)g(A+B)- l(A)g(A+B)g(A+B)- l(B)45绘绘：数据：直接、间接（步冷曲线）数据：直接、间接（步冷曲线） 特点特点 叠加、演变叠加、演变读读：结构：结构 点线面的相态、自由度、点线面的相态、自由度、 组成、量比组成、量比 图形特点图形特点 系统特征系统特征 变化变化 条件（系统点垂直变化）条件（系统点垂直变化） 组成（系统点水平变化）组成（系统点水平变化） 应用应用463.4.1 热分

40、析法原理热分析法原理 液相均匀冷却凝固液相均匀冷却凝固时的时的温度时间温度时间曲线叫曲线叫步冷曲线。从中获取步冷曲线。从中获取相相变变信息。由此绘制熔点信息。由此绘制熔点-组成图。组成图。 3t/142 / s3.4 3.4 二组分系统固液平衡相图二组分系统固液平衡相图470.00.81.080602040t/（A)（B)xB图图 邻硝基氯苯（邻硝基氯苯（A) - 对硝基氯苯（对硝基氯苯（B)熔点熔点-组成图的绘制组成图的绘制t/ /sxA=1.0 xB=0.229xB=0.329xB=0.867xB=0.417xB=1.0 xB=0.685t/ / s3.4.2 熔点熔点-

41、组成图组成图3.4 3.4 二组分系统固液平衡相图二组分系统固液平衡相图480.00.81.080602040t/（A)（B)xB图图 邻硝基氯苯（邻硝基氯苯（A) - 对硝基氯苯（对硝基氯苯（B)熔点熔点-组成图的绘制组成图的绘制3.4.2 熔点熔点-组成图组成图3.4 3.4 二组分系统固液平衡相图二组分系统固液平衡相图490.00.81.080602040t/（A)（B)xB图图 邻硝基氯苯（邻硝基氯苯（A) - 对硝基氯苯（对硝基氯苯（B)熔点熔点-组成图的绘制组成图的绘制l (A+B）+s(A)s(A)+l(A+B）s(A)+s(B)abcdece

42、dcnn)BA()B(ls 读图要点：读图要点： 基本要求基本要求同前；同前；三相线三相线 CED：s(A)+s(B)+lE (A+B)l(A+B）3.4.2 熔点熔点-组成图组成图3.4 3.4 二组分系统固液平衡相图二组分系统固液平衡相图 读图要点：读图要点： 杠杆规则：杠杆规则：503.4.3水水-盐系统的相图盐系统的相图表表 不同温度下不同温度下(NH4)2SO4在水中的溶解度在水中的溶解度温度 t / 液相组成 w（NH4)2SO4固相00冰-5.450.167冰-110.286冰-180.375冰-19.050.384冰+ （NH4)2SO400.411（NH4)2SO4100.4

43、22 （NH4)2SO4300.438（NH4)2SO4500.458（NH4)2SO4700.479（NH4)2SO4900.498（NH4)2SO4108.90(沸点)0.518（NH4)2SO43.4 3.4 二组分系统固液平衡相图二组分系统固液平衡相图51图图 H2O(A)(NH4)2SO4固、液平衡相图固、液平衡相图0.00.81.012080040H2O(A)(NH4)2SO4(B)wBt/CDE160- 40NLwE=0.384s(A)+s(B)l(A+B)l (A+B)+s (B)l(A+B)+s(A)3.4.3水水-盐系统的相图盐系统的相图3.4 3.4 二

44、组分系统固液平衡相图二组分系统固液平衡相图52(b) / st/3.4.4 系统步冷过程分析和共晶体的结构系统步冷过程分析和共晶体的结构DwBBi(A)Cd(B)*Att/*BtE140271321C(a)s(A)+s(B)l(A+B)wEl(A+B) + s(B)s(A)+ l(A+B) bb2b1caa2a1ab c l(A+B)s(B)开始开始析出析出s(A)开始析出开始析出l(A+B)开始完全消失开始完全消失Bi(A)-Cd(B)步冷过程和共晶体结构图步冷过程和共晶体结构图3.4 3.4 二组分系统固液平衡相图二组分系统固液平衡相图53ClNO2ClNO2ClClNO2混酸混酸(HNO

45、3+H2SO4）w=0.33w=0.01w=0.66如如何何分分离离？3.4.5 相图应用举例相图应用举例(1) 结晶分离结晶分离沸点 t /硝基氯苯异构体101325Pa1066.6Pa熔点/ 共晶温度 / 邻硝基氯苯245.711932.9对硝基氯苯242.011382.1514.653.4 3.4 二组分系统固液平衡相图二组分系统固液平衡相图54 图图 邻硝基氯苯邻硝基氯苯（A） 对硝基对硝基氯苯（氯苯（B）结晶分）结晶分离原理示意图离原理示意图0.00.81.0邻硝基氯苯（邻硝基氯苯（A）对硝基氯苯（对硝基氯苯（B）xBs(A)+l(A+B）g (A+B）s(A)+s

46、(B)t/l(A+B）l (A+B）+s(B)246245DCEl(A+B）+ g(A+B）H3.4.5 相图应用举例相图应用举例(1) 结晶分离结晶分离结晶分离出对结晶分离出对硝基氯苯晶体硝基氯苯晶体FMNPG送往精馏塔送往精馏塔二异构体混合物（溶液）二异构体混合物（溶液）投入对硝基氯苯结晶器投入对硝基氯苯结晶器精馏塔釜液送往邻硝基氯苯结晶器精馏塔釜液送往邻硝基氯苯结晶器分离出邻硝基氯苯分离出邻硝基氯苯Q3.4 3.4 二组分系统固液平衡相图二组分系统固液平衡相图55图图 H2O(A)(NH4)2SO4固、液平衡相图固、液平衡相图0.00.81.0

47、12080040H2O(A)(NH4)2SO4(B)wBt/CDE160- 40NLwE=0.384s(A)+s(B)l(A+B)l (A+B)+s (B)l(A+B)+s(A)3.4.5 相图应用举例相图应用举例(2) 盐的精制盐的精制OYRPZQ3.4 3.4 二组分系统固液平衡相图二组分系统固液平衡相图563.4.6 二组分形成化合物系统的相图二组分形成化合物系统的相图wB0.00.81.015001000t/500Mg(A)Si(B)Mg2Si(C)*At*Bt1430638650图图 Mg(A)-Si(B)的熔点的熔点- -组成图组成图( (生成相合熔点化合物系统生

48、成相合熔点化合物系统) ) E1E2s(C)+s(B)l(A+B)l(A+B)+s(B)l(A+B)+s(A)s(A)+s(C)s(C)+l(A+B)l(A+B)s(C)+读图要点：读图要点：可看成由两个低共可看成由两个低共熔点相图组合而成；熔点相图组合而成； 两个三相线；两个三相线； 理解形成理解形成相合熔相合熔点化合物的含义；点化合物的含义； 基本要求同前。基本要求同前。3.4 3.4 二组分系统固液平衡相图二组分系统固液平衡相图57图图 NaNa(A) - K(B)的熔点的熔点- -组成图组成图 ( (生成不相合熔点化合物系统生成不相合熔点化合物系统) )0.00.81.010050-500Na(A)K(B)xBs(C)+s(B)l(A+B)t/s(B)EHl(A+B)MFPJl(A+B)+s(A)+xB,ExB,PxB,Ms(C)s(A)+Gs(C)+l*At*BtNa2K (C)3.4.6 二组分形成化合物系统的相图二组分形成化