相圖液態(tài)部分互溶

1、6-6 二組分液態(tài)部分互溶及完全不互溶系統(tǒng)的氣液平衡相圖1部分互溶液體的相互溶解度 如果兩液體A和B的性質(zhì)相差足夠大，恒溫、恒壓條件下往A中加入B液體的過(guò)程可表示如下：1例如25下：水中加入少量苯酚苯酚在水中的飽和水層(苯酚在水中的飽和溶液)酚層(水在苯酚中的飽和溶液)共軛層conjugate layers2L1L2T0AwB /%100B(苯酚)p = C (水) 恒定壓力：此時(shí)壓力足夠大，使得在所討論的溫度范圍內(nèi)并不產(chǎn)生氣相。L1L2T0AwB /%C100B(苯酚)MNp = C (水)水層(苯酚在水中的飽和溶液)酚層(水在苯酚中的飽和溶液)3L1L2T0AwB /%100B(苯酚)MN

2、p = const. (水)MC：苯酚在水中的溶解度曲線；NC：水在苯酚中的溶解度曲線；C ：高會(huì)溶點(diǎn)或高臨界會(huì)溶點(diǎn)Tc ：高會(huì)溶溫度, critical consolute temperature 反映液體間互溶能力強(qiáng)弱高于高會(huì)溶溫度，液體完全互溶。水-苯胺、正己烷 - 硝基苯、 水 - 正丁醇等系統(tǒng)。CTccTL2L1ll1+l2水層酚層(苯酚在水中的飽和溶液)(水在苯酚中的飽和溶液)4 加熱過(guò)程中系統(tǒng)的相變化情況有三種類型： 以系統(tǒng)點(diǎn)a(d) 為例，沿ab( df) 線變化過(guò)程： t ：l1, l2 濃度分別沿MC、NC變化 tL2 (L1)點(diǎn)時(shí)： 水(油)相消失；油(水)相組成為L(zhǎng)2

3、t ：進(jìn)入單相區(qū)杠桿規(guī)則適用于兩相區(qū)aL2: B溶在A的飽和溶液； aL1: A溶在B的飽和溶液；t0A質(zhì)量%Cll1+ l2100BabedcL1L2MNp=const.tcL2L1f5t0A質(zhì)量%Cll1+ l2100BecL1L2MNp=const.tc如系統(tǒng)點(diǎn)c 時(shí)，沿ce線變化到C點(diǎn)時(shí)： 兩液相濃度相同，兩相變?yōu)橐幌鄅6注意：若系統(tǒng)中有雜質(zhì)，對(duì)會(huì)溶溫度影響很大。 一般C溶于A/B，Tc C同時(shí)溶于A和B， TcTc未必是曲線的極值點(diǎn)c與a,d點(diǎn)均為2個(gè)液相一個(gè)液相。但a,d點(diǎn)是以一相消失來(lái)實(shí)現(xiàn)，而c點(diǎn)是因兩相組成相同而會(huì)溶實(shí)現(xiàn)的。t0A質(zhì)量%Cll1+ l2100BabedcL1L2

4、MNp=const.tcL2L1f7同時(shí)具有最高、最低會(huì)溶溫度具有最低會(huì)溶溫度8不具有會(huì)溶溫度 乙醚與水組成的雙液系，在它們能以液相存在的溫度區(qū)間內(nèi)，一直是彼此部分互溶，不具有會(huì)溶溫度。9二、部分互溶系統(tǒng)氣-液平衡的溫度-組成圖 在 101.325 kPa 下將共軛溶液加熱到92時(shí)，溶液的飽和蒸氣壓即等于外壓，于是出現(xiàn)氣相。 氣相組成介于兩液相組成之間。L1L2T0A(水)wB /%Cll1+l2100B(正丁醇)cMNp = C0100wB/%l1+l2l1l2TPQgg+ l1g+ l2GL2L1MN92p=101.325kPa正丁醇水共沸溫度10ML1L2N:液(l1) - 液(l2)兩

5、相區(qū)。PL1M以左： 溶液(l1)單相區(qū);QL2N 以右： 溶液(l2)單相區(qū); PL1G內(nèi)：氣 - 液(l1)兩相區(qū);QL2G內(nèi)：氣 - 液(l2)兩相區(qū); PGQ 以上為氣相區(qū)。正丁醇水正丁醇在水中的水在正丁醇中的0A1BwB/%tPQGL2L1MNp=101.325kPal1+l2l1l2gg+ l1g+ l211L1M線:正丁醇在水中的溶解度 曲線。L2N線:水在正丁醇中的溶解度 曲線。PL1線:液相線QL2線:液相線PG 線:與 PL1對(duì)應(yīng)的氣相線QG線:與 QL2對(duì)應(yīng)的氣相線正丁醇水TTL1GL2：三相線共沸溫度0A1BwB/%tPQGL2L1MNp=101.325kPal1+l2

6、l1l2gg+ l1g+ l212L1, L2：共軛飽和溶液的相點(diǎn)G：飽和蒸氣的相點(diǎn)Q：正丁醇的沸點(diǎn)正丁醇水P ：水的沸點(diǎn)01wB/%tPQGL2L1MNp=101.325kPal1+l2l1l2gg+ l1g+ l213 系統(tǒng)組成wB在L1L2 之間，溫度低于 L1L2 對(duì)應(yīng)溫度的樣品在加熱過(guò)程中的相變化。三相共存正丁醇水共沸溫度wBwB/%討論相變化01tPQGL2L1MNp=101.325kPal1+l2l1l2gg+ l1g+ l2t 不變，直至L2消失14正丁醇水wB/%wB01wB/%tPQGL2L1MNp=101.325kPal1+l2l1l2gg+ l1g+ l215Q0 M

7、質(zhì)量% N 100A Bl1+ l2l1l2tPgg+ l1g+ l2L1 G L2p=const.baba如系統(tǒng)點(diǎn)為a，沿ab加熱： t 三相線： l1 (L1) + l2 (L2) g(G) ， l1, l2同時(shí)消失后，進(jìn)入氣相區(qū)如系統(tǒng)點(diǎn)為a，加熱：16 壓力足夠大時(shí)的溫度組成圖(因壓力對(duì)液體的影響很小，故改變壓力時(shí)液體的相互溶解度曲線改變不大) 兩液體沸點(diǎn), 共沸溫度 高會(huì)溶溫度變化小 p至足夠大時(shí)：泡點(diǎn) 會(huì)溶點(diǎn)tlgp=const.l1+ l2g+ l1g+ l20 xB 1A B下：二液體的相互溶解圖溫度組成相圖上：有最低恒沸點(diǎn)的氣液相圖當(dāng)p時(shí)：17tl0 xB 1A Bgp=con

8、st.g+ l1g+ l2l1+ l21GL2L1GL2L1180A100BwB/%l1+l2l1l2tpQgg+ l1g+ l2GL2L1p=101.325kPa(異丁醇)(水)89.78.77085.0D30例：p275，6.8190A100BwB/%l1+l2l1l2tpQgg+ l1g+ l2GL2L1p=101.325kPa(異丁醇)(水)可否從物系點(diǎn)a的溶液得到純Ba從a點(diǎn)升溫至g+l1區(qū)在g+l1區(qū)精餾可得純A 和共沸物將共沸物冷凝，可得l1 +l2的共軛溶液b從b點(diǎn)升溫至g+l2區(qū)在g+l2區(qū)精餾可得純B 和共沸物20若兩個(gè)組分液態(tài)完全互不相溶，則一定的溫度下，有P =P*A

9、+ P*B 333343353363373T /KP/102kPa1.61.20.40.82. 00.01.41.00.20.61. 8P* (H2O)P* (C6H6)P* (H2O) + P* (C6H6)水、苯的蒸汽壓與溫度的關(guān)系讀圖要點(diǎn)： 明確p* （H2O） T關(guān)系及p* （C6H6） T 關(guān)系明確H2O （A） C6H6（B）系統(tǒng)的p*(A)+ p*(A) T 關(guān)系（與兩組分相對(duì)量無(wú) 關(guān)）明確一定外壓下， Tb(A+B) T*b(A)Tb*(A+B) T*b(B)3完全不互溶系統(tǒng)的溫度組成圖 21H2O（A）C6H6（B）系統(tǒng)在 p=101.325kPa 外壓下，t = 69.9。

10、此時(shí)p*(C6H6)=73359.3Pa，p*（H2O）=27965Pa，則于是可得H2O (A) - C6H6 (B) 系統(tǒng)的 沸點(diǎn)-組成圖如下：系統(tǒng)的氣相組成：22 L1 點(diǎn) 、L2點(diǎn)： 平衡時(shí)兩液相點(diǎn) G點(diǎn)：氣相點(diǎn) L2QPTABGL1xBp=C液態(tài)完全不互溶系統(tǒng)的溫度-組成圖A(l)+B(l)g +A(l)g+B(l)gQ：B的沸點(diǎn)P ：A的沸點(diǎn)L1L2線：三相線PG、 QG：氣相線23 L2QgPtABA(l)+B(l)GL1g +A(l)g+B(l)xBp =CaL1L2GxGF3-P0共沸點(diǎn)液態(tài)完全不互溶系統(tǒng)的溫度-組成圖討論相變化三相共存。L1L2b共沸組成24液體按比例蒸發(fā) A(l)+B(l) g 直至一個(gè)液相消失，進(jìn)入兩相 平衡區(qū)。 L2QgPtABA(l)+B(l)GL1g +A(l)g+B(l)xBp =CxGL1L2xG三相平衡F3-P0bca共沸點(diǎn)250A100BwB/%tPQGL2L1MNp =const.L2QgPtAB A(l)+B(l)GL1g +A(l)g+B(l)x