第9节：固态部分互溶系统

1、Metal Alloys Are Solid Solutions,固态完全互溶系统,固态混合物(固溶体)或固态溶液: 液态混合物冷却凝固后, 各组分以分子、原子或离子尺度形成的一种均匀的固相.,l (A+B) + s (A+B),s(A+B),l(A+B),固态完全互溶系统,“相图”动画,与纯液体不同, 由于凝固过程中液相组成不断变化(剩余低凝固点组分愈来愈多), 故温度必不断降低方可继续, 直至全部凝固. 凝固温度范围与系统总组成有关. 液固共存时两相的相对量按杠杆规则变化.,固态完全互溶系统,1、系统有一低共熔点,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.,例26,

2、三相线S1LS2 上( 除两端点) 的系统点所处相平衡状态可表示为:,固态部分互溶系统,分析相图,“相图”动画,由相图作步冷曲线:,l,l + + , + ,l + ,固态部分互溶系统,2、系统有一转变温度,请同学们自己分析: 若系统组成位于S1点组成, 在转变温度下发生的相变有什么特点?,转变温度: 两共轭固溶体之间发生转变的温度.,三相线LS1S2 上(除两端点)的系统点所处相平衡状态可表示为:,分析相图,“相图”动画,固态部分互溶系统,固态完全互溶例题,例 根据Au-Pt 二组分系统的相图, 试确定如下问题：(1)400g, w(Pt) = 0.40的熔融物冷却时最初析出固相的组成;(2

3、)当缓慢地冷却到1 380 时有多少克熔融物已经固化?固体中含Au与Pt 各多少克？,得m(s) = 227g, 其中含Pt 127g, 含Au100g.,(1) w (Pt) = 0.80,(2) 冷却到1 380 时, 固相组成w(Pt) = 0.56, 液相组成w(Pt) = 0.19,固态部分互溶, 有一低共熔点,例 在A, B 形成的凝聚系统的相图中(如右图所示), 自由度为零的部位有_, _, _.,F点,G点,CED线段,本章总结,9,需要大家掌握的有： 相律及其应用。自己熟练推导课后作业及课上实例 自己会简单分析相图，包括 （1）单组份相图 （2）两组分的液体 完全互溶（理想和

4、非理想情况）、部分互溶、完全不互溶的相图分析，理解并应用“节点、泡点、露点、最高最低会熔点”等概念，会判断精馏分离产物，了解水蒸气蒸馏在有机化学实验中的应用原理； （3）会分析固体相图，重点是生成化合物的相图。判断三相线、各相区平衡相态，杠杆规则的简单应用；必须会画步冷曲线。 （4）会利用相图解决一些实际问题。,1. A和B按等分子比形成相合熔点化合物C. A, B, C 在固态时完全不互溶, 熔点分别为200, 300, 400, A与C及C与B形成的两个低共熔点分别为150, xB, E1= 0.2 和 250, xB, E2 = 0.8.(1) 画出以上述系统的温度-组成(t - xB)

5、图;(2) 画出xB = 0.4及xB= 0.5的系统从400冷却到100的步冷曲线;(3) 8 mol B和12 mol A 混合物冷却到无限接近150时, 系统是哪几相平衡？,课堂作业,固态完全不互溶基本类型,例 互不相溶的固体A, B的熔点分别为800, 900, 二者不生成化合物. 在650下,分别有 wB= 0.20 和 wB= 0.70 溶液与固相成平衡, 画出此系统相图的草图, 并在相图右边相应位置画出 wB = 0.90, 温度由1000冷却至液相完全消失后的步冷曲线.,l(A+B),l(A+B) + s(B) + s(A),l(A+B) + s(B),s(B) + s(A),不稳定化合物,2 已知 CaF2 - CaCl2 相图, 欲从CaF2 - CaCl2系统中得到化合物CaF2 CaCl2的纯粹结晶, 试述应采取什么措施和步骤