3.3-二組分系統(tǒng)液液平衡相圖課件

1、Physical Chemisty1. 液態(tài)完全互溶系統(tǒng)的蒸氣壓組成圖(1) 無(wú)極值的蒸氣壓組成圖 理想液態(tài)混合物系統(tǒng)的蒸氣壓組成圖 重點(diǎn)回顧l(A+B)C6H5CH3(A)yB0.00.20.40.60.81.00.80.60.20.40.0g(A+B)t =79.7 l(A+B)lgp / 102 kPaC6H6 (B) 真實(shí)液態(tài)混合物系統(tǒng)的蒸氣壓組成圖0.240.180.060.120.300.00.20.40.60.81.0t=25l(A+B)g(A+B)l(A+B)g(A+B)(A)(B)yBp/102kPa(2) 有極值的蒸氣壓組成圖yB0.00.20.40.60.81.0t=60

2、l(A+B)g(A+B)lgH2O(A)C2H5OH(B)p/102kPa0.80.60.20.41. 00.0yB=0.92xB=0.920.00.20.40.60.81.0l(A+B)g(A+B)CHCl3(A)C3H6O (B)yBp/102kPa1.00.90.70.80.0t=55.1lglgxB0.00.20.40.60.81.0l(A+B)C6H5CH3(A)C6H6 (B)12010060800.0t/g(A+B)p=101325Pal(A+B)g(A+B)(1) 無(wú)極值的沸點(diǎn)組成圖2. 液態(tài)完全互溶系統(tǒng)的沸點(diǎn)組成圖CH3Cl(A)C3H6O(B)0.00.20.40.60.8

3、1.0l(A+B)g(A+B)xBt/70655560p =101325Pag(A+B)l(A+B)最高恒沸點(diǎn)(2) 有極值的沸點(diǎn)組成圖0.00.20.40.60.81.0g(A+B)H2O(A)C2H5OH(B)xByBt/12010060800.00.20.40.60.81.0p=101325Pa78.15l(A+B)最低恒沸點(diǎn)0.00.20.81.0 (A) (B)xB12010060800.00.00.20.81.0t/p=101325Pa0.40.60.40.6（1）請(qǐng)寫(xiě)出綠線和紅線的名稱（2）各相區(qū)的穩(wěn)定相態(tài)，自由度數(shù)（3）若進(jìn)行精餾操作，則塔頂?shù)玫降氖鞘裁唇M分？（4）描述系統(tǒng)從狀

4、態(tài)a緩慢地變化到b狀態(tài)相變化情況，第一滴液滴的組成？最后一個(gè)氣泡的組成？ a b 1.二組分液態(tài)完全不互溶系統(tǒng)沸點(diǎn)組成圖p = p*A + p*B 蒸汽壓與溫度的關(guān)系若兩種液體完全不互溶, 則一定的溫度下, 有p = p*A + p*B 這種關(guān)系與兩液相的相對(duì)量無(wú)關(guān).可知, 在一定外壓下, 兩互不相溶液體的共沸點(diǎn)比兩純液體的沸點(diǎn)都低.333343353363373T /Kp / 102 kPa2.21.41.00.20.61.8P*(H2O)P *(C6H6)P*(H2O) +P*(C6H6)水和苯的蒸氣壓與溫度的關(guān)系水 -苯系統(tǒng)在 外壓為101.325kPa時(shí)的沸點(diǎn)為 t = 69.9 ,

5、該溫度下苯和水的飽和蒸氣為分別為73359.3Pa和27965Pa, 故氣相組成為可知在恒壓下, 該三相平衡系統(tǒng)的自由度數(shù)為零.F = CP + 1 = 23 + 1 = 0在共沸點(diǎn)受熱時(shí), 水和苯以0.276: 0.724 的比例同時(shí)進(jìn)入氣相.水-苯不互溶系統(tǒng)的 氣-液-液 三相平衡苯 p T x苯=1水 p T x水=1g p T x苯(G)724.0)HC()OH()HC()HC(66*2*66*66=+=pppyyBE圖 3-18 H2O(A) - C6H6(B) 系統(tǒng)的 沸點(diǎn)-組成圖0.00.20.40.60.81.0l(A)+l(B)g(A+B)g(A+B)l(A)H2O(A)C6

6、H6(B)xBt/1008040600.00.20.40.60.81.0p=101 325Pag(A+B)l(B)CD69.9f =1f =2E點(diǎn)共沸點(diǎn)在共沸點(diǎn)受熱蒸發(fā), 兩純液體將同時(shí)消失. 點(diǎn) 線 水平線 CED三相線l(A) + l(B) = gE(A+B)加熱冷卻f =0系統(tǒng)點(diǎn)位于線上任一位置(除兩端點(diǎn))以兩純液相和氣相共存.C , E和 D分別是三個(gè)相點(diǎn).yBE圖 3-18 H2O(A) - C6H6(B) 系統(tǒng)的 沸點(diǎn)-組成圖0.00.20.40.60.81.0l(A)+l(B)H2O(A)C6H6(B)xBt/1008040600.00.20.40.60.81.0p=101 32

7、5PayB=0.724CD69.9 a b M N 2、二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)（1）液、液平衡（溶解度圖） 實(shí)驗(yàn)隨T，溶解度增大；至某溫度以上，二者又可完全互溶 兩個(gè)液層（苯胺層和水層）再加B 完全溶解，均一液相；定壓，恒溫下，再加B B在水中的飽和溶液；少量苯胺B投入水中0.00.20.40.60.81.0l(A+B)l (A+B)l (A+B)H2O(A)C6H5NH2(B)wBt/1601204080p=常數(shù)CKGFab167圖3- 19H2O (A) -C6H5NH2(B)系統(tǒng)的溶解度圖線FKG點(diǎn)： K點(diǎn)臨界會(huì)溶點(diǎn) 對(duì)應(yīng) t臨界會(huì)溶溫度f(wàn) = C - +1 不包括氣相；f = 1f =

8、 2各相區(qū)的穩(wěn)定相態(tài)？f ？0.00.20.40.60.81.0l(A+B)l (A+B)l (A+B)H2O(A)C6H5NH2(B)wBt/1601204080p=常數(shù)CKllGFab圖3- 19H2O (A) -C6H5NH2(B)系統(tǒng)的溶解度圖o系統(tǒng)點(diǎn)o點(diǎn)的組成 l(A+B)、l(A+B) 共軛溶液 杠桿規(guī)則圖 3-20 H2O(A) - n- C4H9OH(B) 系統(tǒng)的液、液、氣平衡相圖0.00.20.40.60.81.0H2O(A)n-C4H9OH(B)wBt/12010060800.00.20.40.60.81.0p1=常數(shù)GFCED0.00.20.40.60.81.0H2O(A

9、)n-C4H9OH (B)l(A+B)l (A+B)l (A+B)wBt/1201006080p2=常數(shù)CKGF124.75H2O (A) - n-C4H9OH (B)系統(tǒng)的溶解度圖wB0.00.20.40.60.81.0（2）二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的液、液、氣平衡相圖H2O(A)C2H5OH(B) 圖 2-22 H2O(A) - C2H5OH(B) 系統(tǒng)的 沸點(diǎn)-組成圖0.00.20.40.60.81.0 xBt/12010060800.00.20.40.60.81.0p=101325Pa圖 3-20 H2O(A) - n- C4H9OH(B) 系統(tǒng)的液、液、氣平衡相圖0.00.20.40.

10、60.81.0H2O(A)n-C4H9OH(B)wBt/12010060800.00.20.40.60.81.0p1=常數(shù)GFCED0.00.20.40.60.81.0g(A+B)H2O(A)n-C4H9OH(B)wBwBt/12010060800.00.20.40.60.81.0l (A+B)l (A+B)p=常數(shù)wB=0.58l (A+B)l (A+B)GFCEDg(A+B)l (A+B)g(A+B)l (A+B)圖 3-18 H2O(A) - n-C4H9OH(B) 系統(tǒng)的液、液、氣平衡相圖 線 點(diǎn)：各相區(qū)的穩(wěn)定相態(tài)？f ？水平線 CED三相平衡線二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的液、液、氣平衡相

11、圖l(A+B) + l (A+B)+gE (A+B) 0.00.20.40.60.81.0g(A+B)H2O(A)n-C4H9OH(B)wBwBt/12010060800.00.20.40.60.81.0l (A+B)l (A+B)p=常數(shù)wB=0.58l (A+B)l (A+B)GFCEDg(A+B)l (A+B)g(A+B)l (A+B)圖 3-18 H2O(A) - n-C4H9OH(B) 系統(tǒng)的液、液、氣平衡相圖a例1 A，B二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的氣液平衡相圖如下： （1）標(biāo)明各區(qū)域中的穩(wěn)定相； （2）將14.4kg純A液體和9.6kg純B液體混合后加熱，當(dāng)溫度t無(wú)限接近t1(t=t

12、1-dt)時(shí)，有哪幾個(gè)相平衡共存？各相的質(zhì)量是多少？當(dāng)溫度t剛剛離開(kāi)t1(t=t1+dt)時(shí)有哪幾個(gè)相平衡共存?各相的質(zhì)量各是多少？ 解： （1）相區(qū) ， 相態(tài)及成分分別為g(A+B)，l1(A+B)，g+l，g+l，l2(A+B)，l1+l2 當(dāng)t無(wú)限接近t1時(shí)，有兩液相共存，設(shè)含組分A較多的相的質(zhì)量為mA，另一相質(zhì)量為mB由杠桿規(guī)則mA(0.400.20)=mB(0.800.40) mA=16kg mB=8kg 當(dāng)t=t1+dt時(shí)，含B較多的液相消失，產(chǎn)生最低共沸點(diǎn)的氣相，則氣、液兩相質(zhì)量各為12kg。 已知A液體的沸點(diǎn)比B液體高, 且兩者能形成低共沸混合物E. 將任意比例的A和B進(jìn)行蒸餾

13、, 塔頂餾出物應(yīng)是_. A. 純A B. 純B C. E D. B + E6-11 已知溫度為T(mén)時(shí), 液體A的蒸氣壓為13330Pa, 液體B的蒸氣壓為6665Pa. 若A與B形成理想液態(tài)混合物, 則當(dāng)A在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)為0.5時(shí), 其在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)為_(kāi). A. 1/3 B. 1/2 C. 2/3 D. 3/46-1 只受環(huán)境溫度和壓力影響的二組分平衡系統(tǒng), 可能出現(xiàn)的最多相數(shù)為 _ . A. 2 B. 3 C. 4 D. 56-2 酚與水混合形成相互飽和的兩個(gè)液層, 該平衡系統(tǒng)的獨(dú)立組分?jǐn)?shù) C = _, 相數(shù) P = _, 自由度數(shù) F = _.6-4 如果完全互溶的二組分液體混合物對(duì)拉烏爾定律有較大的正偏差, 在T