完全互溶雙液系統(tǒng)

1、第三節(jié)完全互溶雙液系統(tǒng)第三節(jié)完全互溶雙液系統(tǒng)二組分系統(tǒng)的相律二組分系統(tǒng)的相律二組分相律二組分相律 f=K + 2 = 2 + 2 = 4 最多自由度最多自由度 f = 41=3（T、p、x）最多相數(shù)最多相數(shù) =4相圖相圖 Tpx三維相圖三維相圖 通常固定一個變量，平面圖通常固定一個變量，平面圖 分類分類 p-x T-x 氣（氣（g）液（液（l）平衡系統(tǒng)）平衡系統(tǒng)固（固（s ）液（液（l）平衡系統(tǒng)）平衡系統(tǒng)固（固（s ）氣（氣（g）平衡系統(tǒng)）平衡系統(tǒng)全部濃度范圍內(nèi)均能互溶形成均勻的單一液相全部濃度范圍內(nèi)均能互溶形成均勻的單一液相,同時在全部濃同時在全部濃度范圍內(nèi)符合拉烏爾定律。度范圍內(nèi)符合拉烏爾

2、定律。3 3max f一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)完全互溶完全互溶部分互溶部分互溶完全溶容完全溶容 雙液系統(tǒng)分類雙液系統(tǒng)分類 理想液態(tài)混合物理想液態(tài)混合物非理想雙液系統(tǒng)非理想雙液系統(tǒng) 理想液態(tài)混合物理想液態(tài)混合物p不變不變 =1 f=2 稱為稱為 T-x圖圖 T不變不變 =1 f=2 稱為稱為 p-x圖圖1. 理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定T下，下，p-x圖）圖）:xpx)pp(pxpx(ppppxppxppBB*A*B*AB*BB*ABAB*BBA*AA呈呈線線性性關關系系- )1 一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)pp

3、A*pB*ABxBpApBp定溫下，氣液平衡時氣相組成為：定溫下，氣液平衡時氣相組成為：B*A*B*AA*AAAx)pp(pxpppy 不同溫度下的不同溫度下的p-x圖圖一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1. 理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定T下，下，p-x圖）圖）在在液液相相中中的的組組成成：在在氣氣相相中中的的組組成成：B,AxxB,Ayyxpxpyyx)pp(pxpppyyBABAB*BA*ABAB*A*B*AB*BBAB 1 一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1. 理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定T下，

4、下，p-x圖）圖）二組分理想液態(tài)混合物的二組分理想液態(tài)混合物的p-x-y圖圖ppA*pB*BAxAp-x(液相線液相線)p-y(氣相線氣相線)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1. 理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定T下，下，p-x圖）圖）（同同壓壓力力下下）可可推推出出：即即，有有：為為易易揮揮發(fā)發(fā)組組分分，即即若若AAAAAABABA*B*AxyxxyyxxyyppA 11 ppA*pB*BAxBp-x(液相線液相線)p-y(氣相線氣相線)xByBp一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1. 理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定理想液態(tài)混合物

5、的蒸氣壓（定T下，下，p-x圖）圖）p1p2在對氣體的恒溫加壓過程中在對氣體的恒溫加壓過程中,隨著壓力的增加隨著壓力的增加,氣體將逐漸液化氣體將逐漸液化pB*gll=gppA*BAxA一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1. 理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定T下，下，p-x圖）圖）xBTb(B)TBATb(A)氣相氣相液相液相x2x1x3y1y2y3T-yT-xgl2. 理想液態(tài)混合物在定壓下的理想液態(tài)混合物在定壓下的T-x圖（沸點組成圖）圖（沸點組成圖）一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)蒸餾、精餾一般在恒壓下進行，利用蒸餾、精餾一

6、般在恒壓下進行，利用T-x圖可討論蒸餾問題。圖可討論蒸餾問題。當液態(tài)混合物蒸氣壓等于外壓時，液態(tài)混合物開始沸騰，此當液態(tài)混合物蒸氣壓等于外壓時，液態(tài)混合物開始沸騰，此時系統(tǒng)的溫度即為該組成下液態(tài)混合物的沸點。下圖為恒定時系統(tǒng)的溫度即為該組成下液態(tài)混合物的沸點。下圖為恒定p下，下，T-x-y圖（沸點組成圖）圖（沸點組成圖）Tb(B)TBATb(A)氣相氣相液相液相x2x1x3y1y2y3T-yT-xglxB理想液態(tài)混合物的理想液態(tài)混合物的T-x圖圖一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)2. 理想液態(tài)混合物在定壓下的理想液態(tài)混合物在定壓下的T-x圖（沸點組成圖）圖（沸點組成圖）在

7、在T-x圖上，氣相線在液相線之上。混合物的沸點不是單圖上，氣相線在液相線之上?；旌衔锏姆悬c不是單一的溫度點一的溫度點,而是沸程而是沸程.TBAxBTA*TB*氣相氣相液相液相t1t2t3x2x1x3y1y2y3加熱器加熱器理想活塞理想活塞p p 一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)2. 理想液態(tài)混合物在定壓下的理想液態(tài)混合物在定壓下的T-x圖（沸點組成圖）圖（沸點組成圖）pB*（T）pBAp 108 C100 C92 C84 CTBAxBx1x1x2x2x3x3x4x4一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)2. 理想液態(tài)混合物在定壓下的理想液態(tài)混合物在定壓

8、下的T-x圖（沸點組成圖）圖（沸點組成圖）xBpTpABTB*TA*pB*pA*氣氣氣氣氣氣液液液液一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)T-p-x圖圖一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)T-p-x圖圖TABxATB*TA*glxACEDx1x2物系點：系統(tǒng)物質(zhì)的總組成點（不管相的存在狀態(tài)）物系點：系統(tǒng)物質(zhì)的總組成點（不管相的存在狀態(tài)）二、杠桿規(guī)則二、杠桿規(guī)則假設某壓力下假設某壓力下液態(tài)混合物液態(tài)混合物沸騰時氣液平衡的物系點為沸騰時氣液平衡的物系點為C點，那點，那么有：么有：此此等等式式稱稱杠杠桿桿規(guī)規(guī)則則）（）（）（的的量量的的量量的的總總量量分分配配在

9、在氣氣相相分分配配在在液液相相物物系系點點中中總總總總 212121CEnCDnxxnxxnxnxnxnnAAAxnxnxnnnnnnglAgAlglAglglAglBA 二、杠桿規(guī)則二、杠桿規(guī)則推廣到任意相圖的兩相平衡區(qū)（液推廣到任意相圖的兩相平衡區(qū)（液-氣、液氣、液-固、固固、固-固平固平衡），杠桿規(guī)則都適用。如橫坐標為重量百分數(shù)，衡），杠桿規(guī)則都適用。如橫坐標為重量百分數(shù)，ng、nl改為改為wg、wl（摩爾數(shù)改為重量）。（摩爾數(shù)改為重量）。A：對拉烏爾定律發(fā)生正偏差：對拉烏爾定律發(fā)生正偏差 pA pA*xAB：對拉烏爾定律亦發(fā)生正偏差：對拉烏爾定律亦發(fā)生正偏差 pB pB*xAA：對拉烏爾定律發(fā)生負偏差：對拉烏爾定律發(fā)生負偏差 pA pA*xAB：對拉烏爾定律亦發(fā)生負偏差：對拉烏爾定律亦發(fā)生負偏差 pB y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 反復將氣相部分冷凝，反復將氣相部分冷凝，氣相組成沿氣相線下降，最氣相組成沿氣相線下降，最后得到的蒸氣組成可接