4.2 單組分體系

1、 面：相數(shù)；自由度？BFACD水氣冰273.16 373 647T/K0.6106101.332.2104 P/kPa三條兩相平衡線的斜率均可由Clapeyron或Clapeyron-Clausius方程求得。AB線2mvapdlndRTHTp0mvapH斜率為正。AD線subm2dlndHpTRTsubm0sH斜率為正。AE線VTHTpfusmfusdd斜率為負(fù)。fusfus0, 0HVABDECpT610.16Pa273.16K水水氣氣冰冰兩相平衡線的斜率AB 是氣是氣-液兩相平衡線，即水的蒸氣壓曲線。它不能任意液兩相平衡線，即水的蒸氣壓曲線。它不能任意延長，終止于臨界點(diǎn)延長，終止于臨界點(diǎn)

2、B。臨界點(diǎn)。臨界點(diǎn)p=2.2 107Pa，T=647K，這，這時(shí)氣時(shí)氣-液界面消失。高于臨界溫度，為超臨界流體，不能用液界面消失。高于臨界溫度，為超臨界流體，不能用加壓的方法使氣體液化。加壓的方法使氣體液化。AD 是氣-固兩相平衡線，即冰的升華曲線，理論上可延長至0 K附近。AE 是液-固兩相平衡線，斜率為負(fù)，要使冰降低熔點(diǎn)，必須增加壓力。當(dāng)AE延長至壓力大于p=2.0265 108Pa時(shí)，相圖變得復(fù)雜，有6種不同結(jié)構(gòu)的冰生成。ABDECpT610.16273.16K水水氣氣冰冰2.2 107647線：自由度；相數(shù)？線：自由度；相數(shù)？AC是BA的延長線，是過冷水和水蒸氣的介穩(wěn)平衡線。因?yàn)樵谙嗤?/p>

3、溫度下，過冷水的蒸氣壓大于冰的蒸氣壓，所以AC線在AD線之上，化學(xué)勢大，過冷水處于不穩(wěn)定狀態(tài)，一旦有凝聚中心出現(xiàn)（加少許冰），就立即全部變成冰。A點(diǎn)點(diǎn) 是三相點(diǎn)（是三相點(diǎn)（triple point），氣），氣- -液液- -固三相共固三相共存，存， =3,=3,f f=0=0。三相點(diǎn)的溫。三相點(diǎn)的溫度和壓力皆由系統(tǒng)自定。度和壓力皆由系統(tǒng)自定。氣氣- -液液- -固化學(xué)勢相等。固化學(xué)勢相等。ABDECpT610.16Pa273.16水水氣氣冰冰三相點(diǎn)是物質(zhì)自身的特性，不能加以改變，如三相點(diǎn)是物質(zhì)自身的特性，不能加以改變，如H2O的的三相點(diǎn)三相點(diǎn)T=273.16K，p=610.62Pa。ABDEC

4、pTp T1T2YMNX610.16Pa273.16K水水氣氣冰冰F常壓下升溫過程？常壓下升溫過程？相圖應(yīng)用舉例（相圖應(yīng)用舉例（1、恒壓變化；、恒壓變化；2、冷凍干燥）：瓜子上潮處理、冷凍干燥）：瓜子上潮處理兩相平衡線上的相變過程（1）處于P點(diǎn)的純水，保持溫度不變，逐步減小壓力，在無限接近于P點(diǎn)之前，氣相尚未形成，系統(tǒng)自由度為2。用升壓或降溫的辦法保持液相不變。 在兩相平衡線上的任何一點(diǎn)都可能有三種情況。如AB線上的P點(diǎn)：（3）繼續(xù)降壓，離開P點(diǎn)時(shí)，最后液滴消失，成單一氣相，f = 2。通常只考慮通常只考慮（2）的情況。的情況。（2）到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，氣相出現(xiàn)，在氣-液兩相平衡時(shí)，f =1。壓力與溫

5、度只有一個(gè)可變。三相點(diǎn)與冰點(diǎn)的區(qū)別冰點(diǎn)是在大氣壓力下，水、冰、氣三相共存。當(dāng)大氣壓冰點(diǎn)是在大氣壓力下，水、冰、氣三相共存。當(dāng)大氣壓力為力為100kPa時(shí)，冰點(diǎn)溫度為時(shí)，冰點(diǎn)溫度為273.15K，改變外壓，冰點(diǎn)也隨，改變外壓，冰點(diǎn)也隨之改變。之改變。ABDECpT610.16Pa273.16K水水氣氣冰冰三相點(diǎn)是物質(zhì)自身的特性，不能加以改變，如三相點(diǎn)是物質(zhì)自身的特性，不能加以改變，如H2O的的三相點(diǎn)三相點(diǎn)T=273.16K，p=610.62Pa。A三相點(diǎn)與冰點(diǎn)的區(qū)別三相點(diǎn)與冰點(diǎn)的區(qū)別冰點(diǎn)溫度比三相點(diǎn)溫度低 是由兩種因素造成的：0.01 K（1）因外壓增加，使凝固點(diǎn)下降 ；0.00748 K（2）

6、因水中溶有空氣，使凝固點(diǎn)下降 。0.00241 KPMPaPMPatt氣氣液液固固31.0631.067.387.38臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)COCO2 2的體積與的體積與T T、p p的關(guān)系的關(guān)系CC= =Kg mKg m3 3448448超臨界流體超臨界流體且且VTp)( 較大較大超臨界流體超臨界流體 超臨界流體對(duì)許多有機(jī)超臨界流體對(duì)許多有機(jī)物的溶解能力很強(qiáng)；通過改物的溶解能力很強(qiáng)；通過改變變 T T、p p，很容易調(diào)節(jié)其溶解，很容易調(diào)節(jié)其溶解性能，提高產(chǎn)品純度，增大性能，提高產(chǎn)品純度，增大萃取效率。萃取效率。 T TCC較低，較低， 萃取可在室溫下完成萃取可在室溫下完成p pCC不高，不高， 易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化 COCO2 2 價(jià)廉、無毒、易制取、價(jià)廉、無毒、易制取、易分離易分離COCO2 2超臨界萃取技術(shù)超臨界萃取技術(shù)優(yōu)點(diǎn)與弊端：1.利用超臨界CO2萃取技術(shù)提取中草藥有效成分，沒有殘留的有機(jī)溶劑，故產(chǎn)品為純天然的，可節(jié)能大量溶劑。 2.可以在低溫下提取，特別適合于那些含有對(duì)濕熱不穩(wěn)定易氧化物質(zhì)的中草藥的萃取。 3.超臨界CO2萃取速度快，可以縮短生產(chǎn)周期。 4.超臨界CO2萃取，可提高收率，降低成本。 局限性: 1.對(duì)于極性大，分子量超過500的物質(zhì)的萃取，需加夾帶劑或