第4章相平衡精讲.ppt

一、三角坐标系 (Triangular coordinate) 通常用三角坐标表示三组分系统的组成 B A C D E * * * P B含量 C含量 A含量 ①等边三角形的三个顶点分别代表三个纯物质 ②三条边分别代表三个两组分系统。例如，D点含80％B，20％C的B－C二元系统 ③三角形内任一点代表一个三组分系统。例如，P点代表含A30％(DE)，含B50％(EC)，含C20％(BD)的三组分系统。 反之，若已知某个三元物系的组成，则可在底边上找到两个相应的分点，过之分别做两侧边的平行线，交点即为物系点。 三角坐标的规律性（自学） 三元相图一般比二元复杂，形式和花样众多。本课只介绍常用的两种情况，如下 二、部分互溶三液系的相图 (Diagram for partially miscible 3-liquid system) A(l)、B(l)、C(l) 若完全互溶，则整个坐标区为均相； 若完全不互溶，则整个坐标区为三相区，A、B、C即为三个相的相点。 若部分互溶 一个液对部分互溶 两个液对部分互溶 三个液对部分互溶 1、一个液对部分互溶：例如，HAc-C7H8(甲苯) -H2O，其中只有C7H8-H2O部分互溶。 C7H8 HAc H2O a2 a a1 a3 b b1 b2 b3 相区：如图 连接线：共轭溶液的相点连线(实验测) l l1+l2 2、二个液对部分互溶：例如， B A C l l1+l2 A-B A-C 部分互溶 l1+l2 B A C l l1+l2 l 若T↓，则互溶度↓，共轭区↑ 3、三个液对部分互溶： B A C l l1+l2 l1+l2 B A C l l1+l2 l 若T↓，则可能相交(本图只画出三区相交情况) l1+l2 l1+l2 l1+l2 l D E F l(D)+ l(E)+l(F) 三、二盐－水系统的相图 (Diagram for a system consisting of 2 salts and water) 盐A、B与水三组分系统的s-l平衡分以下四种情况 1、不形成复盐和水合物 复盐和水合物：如Li2SO4与(NH4)2SO4可形成复盐NH4LiSO4， Li2SO4与H2O可形成水合物Li2SO4· H2O 这类系统的相图(T,p=const.)为 B A H2O l E D F l(E)+A(s)+B(s) l+A(s) l+B(s) 区：如图 线：DE—A的溶解度曲线 FE—B的溶解度曲线 点：D —A在纯水中的溶解 度 (饱和溶液的相点) F —B在纯水中的溶解度 E —对A和B同时饱和 的溶液相点 2、形成复盐但不形成水合物 下图以形成一种复盐为例 A H2O l D(复盐) l+D(s) l+A(s) l+B(s) B l+A(s)+D(s) l+B(s)+D(s) 线、点意义如何？（自学） 3、不形成复盐而形成水合物 下图以形成一种水合物为例 A H2O l D(水合物) l+D(s) l+A(s) l+B(s) B l+A(s)+B(s) l+B(s)+D(s) 线、点意义如何？（自学） 这类系统相图还有其他形式 4、既形成复盐也形成水合物 下图以各一种为例 A H2O l E(水合物) l+E l+A l+D B l+A+D E+D+B 线、点意义如何？（自学） 这类系统相图还有其他形式 l+E+D D(复盐) ?相平衡?基本教学要求 1.相律及其应用 2.纯物质两相平衡的计算 3.相图：二元相图的读图和用图 ② 实质：质量守恒。所以适用于任意两相区。严格说，适用于任意满足质量守恒的场合。 ③ 当组成为wB时，写作 ? 意义：若以ob代表n(l)，则oa代表n(g) 四、分馏原理Principle of fractional distillation） 简单的分馏原理 (Simple distillation) l-g相图的应用 蒸馏 XB 冷却水 剩余物 镏出物 x2 T A B xB → o y2 x2 XB y1 缺点：分离不彻底 精馏分离 (Rectification or rectifying) 原理：将气相和液相分别进行反复多次部分液化和反复多次部分汽化 T A B xB → o XB T2 T1 T3 T4 T5 y2 y1 y3 x3 x4 x5 冷凝 塔釜 （加热） 塔顶 A+B（进料） B(l) A(l) 液 汽 精馏塔： 6－6 二组分非理想溶液的g-l相图 (Diagram of g-l equilibrium for 2-component non-ideal solution) 一、 若非理想溶液对理想溶液的偏差不大(p在pA*～pB