物理化學(xué)：第三章5節(jié)

1、第五節(jié)二組分固-液體系相圖,將只有固體和液體存在的系統(tǒng) 稱為“凝聚系統(tǒng)”，壓力對凝聚系統(tǒng)相的狀態(tài)影響較小，1atm下相的狀態(tài)與平衡壓力下所得的結(jié)果沒有多大區(qū)別，所以通常在標準恒定壓力下，討論相平衡時溫度和 組成的關(guān)系。 兩組分的相圖很多,我們只討論基本類型.,具有簡單低共熔物相圖的繪制方法有兩種 溶解度法（水-鹽體系相圖）和熱分析法.,一、簡單低共熔相圖,（一）熱分析法繪制相圖 熱分析法又稱步冷曲線法,()熱分析法繪制相圖, =1;熔化物, =2; Cd+熔化物, =2; Bi+熔化物, =2; Cd+Bi,步冷曲線與相圖,()水-鹽系統(tǒng)相圖,水-鹽體系相圖一般用溶解度法繪制,下圖是水-硫酸銨

2、相圖,就是用溶解度法繪制的.,H2O,(NH4)2SO4,水-硫酸銨相圖,某些鹽和水的最低共熔點,二、有化合物生成的固-液系統(tǒng),此相圖可看作左右兩個相圖的簡單拼合,H2O-Mn(NO3)2, ,E1,35.5oC,25.8oC,E2,23.5oC,-36oC,此相圖可看作左右兩個相圖的簡單拼合,制備含水鹽的步驟,制備Mn(NO3)26H2O的合理步驟: .濃縮在之間(40.5%64.6%); .溫度最低可降至-36oC 制備Mn(NO3)2H2O的合理步驟: .濃縮在濃度E2之間; .溫度不可低于23.5oC,否則會同時有 Mn(NO3)26H2O和Mn(NO3)2H2O生成,(二) 有不穩(wěn)定

3、化合物的相圖,化合物加熱時,在熔點以下就發(fā)生分解,形成一新固相和一個組成與化合物不同的液相.,因為形成的液相的組成與化合物的組成不同,故稱此化合物為“具有不相合熔點”的化合物.這種分解反應(yīng)稱為“轉(zhuǎn)熔反應(yīng)”. =+ 上圖中,加熱到點時發(fā)生轉(zhuǎn)熔反應(yīng),分解成純Na和組成為的熔液,它們的量符合杠桿規(guī)則. 轉(zhuǎn)熔反應(yīng)為: Na2K=Na+S,具有“不相使熔點”的相圖是由穩(wěn)定化合物的相圖黌化而來,隨著的溶點不斷升高,的凝固點降低曲線不再和化合物的凝固點降低曲線相交,直接跨過點交于點,結(jié)果點消失了.,三、 有固溶體生成的相圖,固溶體: 兩組分在固態(tài)和液態(tài)時能彼此以任意比例互溶而不生成化合物.根據(jù)兩組分在固相中

4、的互溶程度的不同,可將“固溶體”分成“完全互溶”和“部分互溶”等. (一)固相完全互溶的相圖,Bi-Sb系統(tǒng)的相圖和步冷曲線,根據(jù)相律: f=2-2+1=1,壓力恒定時,系統(tǒng)的自由度是而不是,因此這類相圖上步冷曲線無平臺. 保持固相和液相的平衡較為困難,需要兩個條件: ()保持固相和液相的充分接觸; (),擴散,析出,降溫速度要充分的慢. “擴散退火”:將固相加熱到接近熔化溫度,保持相當長的一段時間，讓各組分在固相中充分擴散,以保證固相中組成一致. 和l-g的T-x-y相圖一樣這類相圖上也會出現(xiàn)最高點和最低點處.,91.5oC,72oC,72oC,236oC,217oC,255oC,d-香芹(酮)肟,l-香芹(酮)肟,HgBr,HgI2,具有最高共熔點的相圖,具有最低共熔點的相圖,在共熔點時,步冷曲線上出現(xiàn)水平線段.,液相,液相,固相,固相,l=s,l=s,l=s,l=s,(二)固體部分互溶的相圖,E點:三相點,熔化液和(組成為C)及(組成為D)固溶體三相.CED線上可用杠桿規(guī)則:,liquit,+l,+l, +,A,B,C,D,E,m,n,t,p,p,p,m,t,KNO3,Tl