水盐体系相图及其应用4ppt课件

1、精选，第四章四元水盐体系相图，第一节图形表现法第二节相图的描绘和认识第三节过程向量法及其应用第四节等温蒸发过程分析和含水量极限点的确定第五节系统平衡状态的确定第六节相互四元体系相图，精选，第一节图形表现法，一，分类1 .简单四元体系：由一种具有共同离子的三种盐和水组成/Cl-、SO42-、HCO3-H2O体系或KCl-NaCl-MgCl2-H2O体系2 .交替四元体系：由两种正离子和两种负离子加水构成，例如k、Na /SO42-、Cl-H2O系。 因为离子之间发生复分解反应，所以也被称为四元相互系。 精选，第一节图形表示法，二，相律的特征是组分数为4，因此，四元水盐系相律式是F=4-P 1=5

2、-P等温相律式是F=C-P=4-P，系的最大相数是5，即四个固相一个液相。 自由度数最大为4 (相数最小为1 )。 等温下，自由度数最大也就是3，即四元等温图是立体图。 精选，第一节图形表示法，三，成分间的关系1 .在简单的四元体系中，含有A-W、B-W、C-W三个二元水盐体系的三个盐系： C-B、A-B、A-C。 包含4个三元系，其中3个是A-B-W、A-C-W、B-C-W的盐三元系A-B-C。 精选、第一节图形表示法、三、成分间的关系为2 .交替四维系统中包含8个二元系统，其中4个是AX-W、BY-W、AY-W、BX-W； 4个盐系： AX-BX、AX-AY、BX-BY、AY-BY。 包含

3、五个三元系，其中四个是AX-BX-W、AX-AY-W、BX-BY-W、AY-BY-W，一个是AX-BY、BX-AY。 精选、第一节图形表示法、三、成分间的关系相互四元系两种盐之间发生相互反应：相互反应有两个特征： (1)四种盐中只有三种独立；(2)复分解反应以等摩尔原则进行。 精选，第一节图形表示法，四，干基三角形和干基正方形的一干基三角形(简单四元体系)，因为简单四元体系的干盐彼此独立，三种盐分别成为一个成分，所以可以取三角形来表现，把弃水的三种盐a、b、c放在三角形的三个顶点上，这个三角形以三种干盐之和为100标准，常用干盐100克g/100gS表示，精选，第一节的图形表示，四，干基三角形

4、和干基正方形的一干基三角形水合物和复盐如何用三角形表示？根据其化学式求出g/100gS值。 例如，MgCl212H2O包含MgCl2100，含水为227.1； 光卤石KClMgCl26H2O中含有KCl43.92、MgCl256.08、H2O63.67。 人工光关石标在干基三角形图上，是m点。 精选，第一节图形表示法，四，干基三角形和干基正方形的二干基正方形(交替四元体系) (1)各盐的分子式必须用等摩尔的反应式写。 (2)反应式同一边的2种盐必须放在正方形的对角线上。 对角线上的两种盐叫盐对。 从离子的角度来看，正方形的四边实质上表示交替四元系的正负离子的含量，分别可以用横轴、纵轴表示。 干

5、基正方形是用来绘制相互四元体系的，系统点的绘图必须采用埃尼克指数。 精选，第一节图形表示法，四，干基三角形和干基正方形3尼克指数干基正方形以100mol总干盐为基准。 相对于100mol的总干盐或总正(负)离子，分别反映100mol的各种盐或离子的摩尔分数，也称为耶奈克指数。 用符号j表示。 j值可以按其定义计算，步骤如下：检测出一定量系统(例如100g或1L溶液)中各成分的质量的各成分的分子量，其中单价盐成为两倍，计算出指定分子式和分子量的各成分的摩尔数，求出除水以外的各盐的总摩尔数，为100摩尔的总干盐精选，第一节图形表示法，四，求出干基三角形和干基正方形的3埃纳克指数(1)复盐、水合盐的

6、j值，例4-1求出白钠镁矾石Na2SO4MgSO44H2O的j值，附在干基正方形上。 解：可以用复盐中各物质的摩尔数(n )的比求出，其中总干盐为112mol，因此构成白钠矾石的各盐和水的j值明显是Na2SO450、MgSO450、H2O200如图4-2中的g点所示。 精选，第一节图形表示法，四，求干基三角形和干基正方形的3埃尼克指数(2)某构成点的j值的例4-2na2cl249.34，MgSO430.58，MgCl25.09，H2O14.99 (均为质量百分率)在内的混合物的各盐和水的j值。 解：关于计算，精选，第一节图形表示法，四，干基三角形和干基正方形的3埃克指数(3)求出离子的j值(离

7、子浓度)用离子组成表示上述体系组成时， 0.422为0.254 0.053=0.307为0.422 0.053=0.475为0.254的合计正离子量的合计负离子量0.4220.3070.4750.2540.729为各离子的埃克指数，是图42中的m点。，精选，第1节图表表现，四，干基三角形和干基正方形的3埃克指数(4)MC值的求方法MC主要用于计算固相的质量。 某固相的克数=该固相的MC的固相离子摩尔数MC的值，可以通过将构成该固相的各构成部分的分子量乘以各j的值，合计除以100来求出。 例4-3求出复盐K2SO4MgSO46H2O的换算系数MC值。 解：精选，第一节图形表示法，五，等温立体坐标

8、图，精选，第一节图形表示法，五，等温立体坐标图，第一节图形表示法，五，等温立体坐标图1金字塔形正四面体(1)成分和几何关系正四面体WABC是简单四元系(参照图4-3 )，w是水，a，b， c表示三种盐的六条棱表示单纯四元系中包含的六元系，其中三盐、三盐、正四面体三侧面表示三盐系，底面三角形表示一盐三元系。 精选，第一节图形表示法，五，等温立体坐标图1金字塔形正四面体(2)几何性质：正四面体下五个几何性质四面体内的任意点在四面体的四个面上分别画垂线hA、hB、hC、hW。 即，a% b% c% w%=100%。 如果四面体内的任一点为与四面体的各面平行的剖面，则四个剖面由棱切出的线段的长度lA、

9、lB、lC、lW之和等于prism的长度l，即lA lB lC lW=L。 在与有四面体的平面平行的截面中，包含与该面相对的顶点成分的含有率是一定的。 在由两种成分形成的棱形成的平面上，含有其他两种成分的比例是一定的。 过四面体任一顶点引出的放射线上的点，包含其他三成分的比例是一定的。 图中包含在WD线上的各点中的a、b、c三成分的比例不变。 在精选、第一节图形表示法、五、等温立体坐标图1确定金字塔形正四面体(3)点在坐标上的位置时，可以根据正四面体的性质(1)使用等高线法，或者根据性质(2)使用截面法。 然而，最方便的是使用向量和法，由图44的三个首尾相接的箭头指示。 精选，第一节图形表示法

10、，五，等温立体坐标图2正四角锥(1)成分和几何关系的相互四元系可以用正八面体的一半来表示。 锥顶表示水，底面正方形底部的四个顶点是AX、BY、AY、BX四种盐。 根据干基正方形规定的位置，四条棱线表示四个二元水盐系统，四个棱线表示四个盐盐二元系统，四个正三角形表示四个三元水盐系统，底面正方形表示三元交替盐系统，正四角锥内部的点表示真正的四元水盐系统的点。 精选，第一节图表现，五，等温立体坐标图2正四角锥(3)点的确定系统点的绘图也可以采用矢量加法。同一系统点可以用两组不同的独立的盐和水表示，所以同一系统可以在用正四角锥划分的两组三角锥中的一个三角锥内，但是在四角锥内是相同的点，反之也参照图4-

11、5。 也可以采用截面法。 精选，第一节图形表示法，五，等温立体坐标图3角柱形坐标正三角柱表示简单四元系，由干基百分构成。 正四角柱表示交替四元系，组成必须用j值表示。 精选，第一节图表示法，六、等温立体图的解剖1单纯四元系立体图的解剖图1 )空间曲面单固相饱和溶液面空间曲面表示盐的饱和溶液面，称其盐的溶解度曲面。 一般是凸面。 AE1EE3表示a盐的溶解度曲面，BE1EE2表示b盐的溶解度曲面，CE2EE3表示c盐的溶解度曲面。 F=C-P=4-2=2，精选，第一节图表示法，六，等温立体图的解剖1单纯四元系立体图的解剖图2 )空间曲线双重固相共饱和溶液的两个空间曲面交叉曲线显示，对于两个固相共

12、饱和溶液，单纯四元系有三条。 E1E表示a、b盐的二盐共饱和曲线E2E表示b，c盐的二盐共饱和曲线E3E表示a、c盐的二盐共饱和曲线F=C-P=4-3=1，精选，第一节图形表示法，六，等温立体图的解剖1简单四元系立体图的解剖图3 )空间点三固相共饱和溶液由三条空间曲线相交e点表示a、b、c盐的三盐共饱和点。 F=C-P=4-4=0，精选，第一节图显示法，六，等温立体图的解剖1单纯四元系立体图的解剖图4 )空间体： (1)饱和溶液面上方的空间不饱和溶液这一区域处于含水多，盐分少的区域，包含w点，该空间区域表示不饱和溶液。 WAE1BE2CE3E表示不饱和溶液。 F=C-P=4-1=3，精选，第一

13、节图形表示法，六、等温立体图的解剖1单纯四元系立体图的解剖图4 )空间体： (2)多棱锥体一固一液平衡区AAE1EE3A为a盐及其饱和溶液的二相区，a盐的结晶区； BBE1EE2B表示b盐及其饱和溶液的两相域，b盐的结晶域CCE3EE2C表示c盐及其饱和溶液的两相域，c盐的结晶域。 F=C-P=4-2=2，精选，第一节图形表示法，六、等温立体图的解剖1单纯四元系立体图的解剖图4 )空间体： (3)四面体两固一液共存区E1EAB为a、b两盐及其共饱和液的三相区，a、b两盐的结晶区； E2ECB表示c、b两盐及其共饱和液的三相区，c、b两盐的结晶区E3EAC表示a、c两盐及其共饱和液的三相区，a、

14、c两盐的结晶区。 F=C-P=4-3=1，精选，第一节图形表示法，六、等温立体图的解剖1单纯四元体系立体图的解剖图4 )空间体： (4)三角锥体三固一液共存区位于立体图的最下方，是盐分含量最高的区，以三盐共饱和点为锥顶，以三个平衡固相点构成的三角形为锥底的三角锥体EABC选择表示a、b、c三盐及其共饱和液共存的四相区、a、b、c三盐的结晶区。 F=C-P=4-4=0，精选，1单纯四元系立体图的解剖图、精选、第一节图表示法，6、等温立体图的解剖2交替四元系立体图的解剖图1 )空间曲面单固相饱和溶液面QE1PEE4表示AX盐的溶解度曲面，RE1PE2表示BX盐的溶解度曲面，SE2PEE3表示BY盐

15、的溶解度曲面F=C-P=4-2=2，精选，第一节图形显示法，六、等温立体图的解剖2交替四元系立体图的解剖图2 )空间曲线双固相共饱和溶液E1P表示AX，BX两盐的溶解度曲线E2P表示BX，BY两盐的溶解度曲线E3E表示AY，BY两盐的溶解度曲线E4E表示AX， 表示AY两盐的溶解度曲线的EP表示AX，BY两盐的溶解度曲线的F=C-P=4-3=1，精选，第一节图显示法，六，等温立体图的解剖2交替四元系立体图的解剖图4 )空间体： (1)饱和溶液面上方空间不饱和溶液WQE1RE2SE3TE4EP表示不饱和溶液。 F=C-P=4-1=3，精选，4 )空间体： (2)多棱锥体固液平衡域AXQE1PEE

16、4AX是AX盐及其共饱和液的二相域，表示AX盐的结晶域的BXREPE2BX是BX盐及其共饱和液的二相域，BX盐的结晶域的BYSE2PEE3BY是BY盐及其共饱和液F=C-P=4-2=2，精选，(3)四面体两固一液共存区E1PAXBX表示AX、BX两盐及其共饱和液的三相区，AX、BX两盐的结晶区表示AY二盐的结晶区的E4EAXAY表示AX、AY的二盐及其共饱和液的三相区，表示AX、AY的二盐的结晶区的EPAXBY表示AX、BY两盐及其共饱和液的三相区，AX、BY两盐的结晶区。 F=C-P=4-3=1，精选，(4)三角锥体三固一液共存区EAXAYBY表示AX、AY、BY三盐及其共饱和液的四相区域，

17、表示AX、AY、BY三盐的结晶区域，PAXBXBY表示AX、BX、BY三盐及其共饱和液的四相区域，AX、BX、BY的F=C-P=4-4=0、精选、第一节图形表示法、七、等温立体图投影1放射投影法这一投影方法，是以水成分的顶点为点光源，以棱锥体的底面为投影面进行放射投影的。 在这个投影关系中，棱锥体上侧面的投影是线，侧棱投影是点，空间饱和面投影是包含面上饱和点的区域。 如果放射投影图4-10，则得到图4-11。 精选，第一节图表表现，七、等温立体图的投影2正交投影图以棱锥和棱柱底面为投影面，将垂直于投影面的平行光线正交投影，就能得到正交投影图。 精选、第一节图形表示法、八、等温立体图的剖面等水图在具有四元等温立体图的含水量相等的位置以平面切断，得到的剖面图为等水剖面。 这是与底面平行的图形，在各盐的饱和面上分别切曲线，显示同一水面上各盐的饱和溶液含水量相同。 精选、第一节图形表示法、九、多温立体图及其投影多温干涉基础立体图视为一系列等温干涉基础图沿温度变化平行排列，用平滑曲线连接同类图形点。 1 )共饱和面(二盐):图中AX和BX盐的共饱和线在多温投影图中与曲面EFQOE相连。 该曲面表示不同温度下AX盐和BX盐的共饱和溶液面，是其馀类推。 2 )共饱和线(三盐):图中，AX、BX、BY的共饱和溶液点在多温干燥基图上与曲线EO相连，