參考師范教案05相平衡

第五章相平衡第一節(jié)最終產(chǎn)品的，反應(yīng)混合物還要進(jìn)行分離，必然涉及分離條件問(wèn)題，如：蒸餾為氣~液平一、相表示多相體系的狀態(tài)如何隨濃度、溫度、壓力等條件而改變的圖形。如：x~Tx~p圖，p~T圖，x~p~T圖。三、.四、自由(f)注意：1.其它各參量均可由這幾個(gè)參數(shù)求出；f1在保證不產(chǎn)生新相也不舊相的前提下，f以內(nèi)的參量可以在一定范例如：1.對(duì)于一定溫度下的液相體系，T，pf2對(duì)于氣~液平衡體系，T，pf1對(duì)于氣~液~固平衡體系，T，pf0第二節(jié)多相體系平衡的一、多相dS=dSα+dSβ=QQT T TTWWpdVpdVdVdV p各相均相同（相平衡條件）第三節(jié)=一、物種數(shù)若有R個(gè)獨(dú)立化學(xué)反應(yīng)，S間不能獨(dú)立變化，每個(gè)反應(yīng)使一個(gè)物種不獨(dú)立。注意：化學(xué)反應(yīng)必須獨(dú)立，如對(duì)由CO、H2O、CO2、H2、O2組成的平衡體系，CO+H2O=CO2+H1CO

= H+1O=H 但獨(dú)立的只有兩個(gè)，只能使兩種物質(zhì)不獨(dú)立。 R若起始時(shí)只有NH3,有濃度之間關(guān)系式vBB0B注意：C是不變的，上例 C2三、相律每一相中有一個(gè)組分不獨(dú)立，則共有Φ個(gè)n個(gè)其他獨(dú)立可變因素 f=CΦΦC（Φ1）+n=CΦ+n（若只有T、P一定，則f=CΦ+n+2若有一個(gè)物質(zhì)在Φi中不存在每一相中有一組分不獨(dú)立，則共有Φ個(gè) f=CΦ1ΦC（Φ1）+1+2=CΦ+注意+2+1；若共有n個(gè)其它影響因素，則 f=C﹣Φ+n（最一般式 (5–1四、條件自由度f(wàn)的自由度即為條件自由度。如：對(duì)凝聚體系，p影響不大。f*=C﹣Φ (5–2例如HCN(aq)S，Cf若S=2，C=2 f=C﹣Φ+2=2﹣1+2=3。若 (R=2,R=1 f3第四節(jié)單組分體系的一、相f=C﹣ΦC=1fC﹣Φ23﹣Φmin=1fmax3，即在單相時(shí)有兩個(gè)自由度（又稱雙變量體系，圖中為一個(gè)區(qū)。Φ=2f1，即兩相平衡時(shí)，有一個(gè)自由度（單變量體系圖中為一條線。二、物系體系中只有H2O5.1在低壓、高溫時(shí)為汽態(tài)；在高中壓、中溫時(shí)為液態(tài)；在高壓、低溫時(shí)為固態(tài)。固~面：I固相區(qū)（冰f2，T，p只有同時(shí)指明T，p狀態(tài)才能確定點(diǎn)。 最高點(diǎn)約202×106Pa，冰將有不同晶型，即籠形塌陷。 TD線為過(guò)冷 dp=ΔH

1；T，p中只有一個(gè)可任意變動(dòng)點(diǎn)：O點(diǎn)為三相點(diǎn) f=0T，p均已確定（273.16K610.62三相點(diǎn)同冰點(diǎn)（273.15K）三相點(diǎn)：體系中只有H2O（單組分體系）f0610.62)△Tf=1.855×0.0013=0.00241△T=－7.432×10-6×(101325－610.48)=－0.00749五、應(yīng)圖 硫的相六、硫的只有三相平衡，所以可有4個(gè)三相點(diǎn)。I：S(；Ⅱ：S(M)；Ⅲ：S)線：CDABCEglFE線：lBEEG線：l，SRBG線g，SR過(guò)BHgSm點(diǎn)：E B C G 七、水的相圖與硫的水：一個(gè)三相點(diǎn)， S線斜率為負(fù)，dpH，ΔV

T第五 二組分體系的相圖及其應(yīng)一、相C=2，f=C－Φ+2=4－Φmin=1fmax3，T，p，x均可變，三變量體系Φmax=4，fmin=0，最多可有四相共存，無(wú)變量體系注意：1.f2Φ13Φmin=1f*=2Φmax=3f*=0p~x，T~xl~l體s~l固相有化合物生成體系（包括穩(wěn)定和不穩(wěn)定化合物固相完全互溶體系（固溶體組成范圍內(nèi)所有組成分均符合定律。p-xpxlxg作圖（pxl液相線，pxg xlxg)p~xl線，pp*xlp*xl=p*xl+p*?p*xl=p*+（p*?p*） A B B 結(jié)論 p~xl為直線，斜率（p*?p* xl=0時(shí)，pp*xl=1時(shí)，pp* p~

xg

p*A A p*xlp*(1xl A p*xlxgp*(1xl)xgp*A Ap*xgxl(p*p*xgp*xg B A p*((

p*

B*A (p*p*)p*(ppBp*(

*B*B=結(jié)論：(1)

p* xg0時(shí)，p=p*xg1時(shí)，p=p* 曲線兩頭同液相線的雙曲線型狀（液線下方xlxgA p*((

p*

A*A * p(pp若p* 則

xgxl（組成xl之右）此時(shí)xgxl，即蒸氣壓x xAx p* 則A1，此時(shí)xgxl，即蒸氣壓小的組分氣相中濃度更小x

A區(qū)：Ⅰ：液相區(qū)f*=2；f*1；Ⅲ：氣相區(qū)f*=2。三、理想T~xxlxgT~xl 配制一系列不同濃度的溶液，測(cè)各溶液的沸點(diǎn)，做圖即可得T~xlp*p* 則T~xl

T*， Tb b TbΔH p*lnA

x * AA A RTA

pA

pBi將與每一溶液相平衡的氣相取出分析，即可得T~xgi含量高，T~xgT~xl f*f*=1氣液相組成（相點(diǎn)）通過(guò)物系點(diǎn)做水平線分別同氣液四、杠桿圖 杠桿規(guī)則在T~x圖中的應(yīng)

n(xx)=n(xx nlCD=ng（nl+ng）xA=nlx1+ng

wlCD=wg (5–3iiii 或 ,則p*增大，正偏差 [ 圖 非理想體系的p~x和T~x正偏差很大， p*p*，即除p*，p*外還有最大值i 圖 p~x圖上具有最高點(diǎn)的體在B、A區(qū)如何得到純B，先得恒沸物，然后破壞后，再蒸餾分離。 p~x圖上，pp*，p* 圖5.6 圖 H2O–C6H5NH2的溶解度圖 H2O–（C2H5）3N的溶解度圖 七、有互溶的雙液系 圖p*pxg nB p*pxg

nBM wMp*AnA M A A (5–4 p*p*相差較大，但一般MB比M 八、簡(jiǎn)單的低共熔混合物（雙組分 f*C-Φ%圖 Bi–Cd體系的步冷曲 圖 Bi–Cd的相液相Cd濃度增大，液相組成沿AC線變化，可用杠桿規(guī)則求兩相的量，到a2點(diǎn)至BCD線變，至完全凝固。C點(diǎn)：低共，低共熔混合物 l，l組成為C點(diǎn)，BD線為三相平衡線，溶過(guò)濾后降溫至R(NH42SO4(s)，分析后，液相為y，再加粗(NH42SO4，返圖 H2O–（NH4）2SO4Cd的相nlHRnsns=n HRnl HR

九、形成化合物的固，液相組成相同）并且在時(shí)分解成液態(tài)的A、B化合物。圖 H2O–H2SO4的相度稱為異成分或轉(zhuǎn)熔溫度。 C1（s）+熔化物S=3，C=2f*CΦ1=2-3+1=0；T，x注意：書(shū)上敘述有誤，P341，溫度升高反應(yīng)向右移錯(cuò)誤，因?yàn)榍昂?，?yīng)改為加圖 CaF2–CaCl2的相相圖：CaF2~CaCl2反應(yīng)方程式 CaF2(s)+熔融物相：1l；2CaF2l；3CaF2CaCl24CaCl2；5CaF2CaCl26.線 CaF2+液 十、完全互溶固溶體相注意：同完全可溶雙液系相同（也是在液氣兩相完全互溶）Au~Ag圖 Au–Ag的相Ag，原因是固相低溫組成總是比平衡低，所以使液相也相應(yīng)增加Ag。有最高固溶體類5.15有最低固溶體類5.16十一、部分互溶固體體系有一低共類型（同簡(jiǎn)單低共熔混合物類似圖5.17 kcsk＞1cc，則Tk＜1cc，則Tc cl

第六節(jié)三組分體系的一、相

fCΦ25 =1 = 5 0若TP一定，f**3Φ 1，f**2 3f**0 二、等邊三角形坐標(biāo)圖 每條邊代表該兩頂點(diǎn)二組分體系的組成(邊長(zhǎng)定為為了方便可用每一條邊代表一個(gè)組分的組成.如按逆時(shí)針?lè)较蚨╳cwAwB則A、B、Ca、b、cabc1它二組分比例相同。對(duì)E，F(xiàn)點(diǎn)有 比例相同。對(duì)E，F(xiàn)點(diǎn)有 wbwc 圖 (即杠桿規(guī)則仍適用)，F(xiàn)DE重心。則對(duì)C組分而言wDCD+wECE(wDwE)CFwE(CECF)DCFCD）

wEEFwDwAADwEwAwE由三個(gè)三組分體系混合,三、部分互溶的三

圖 三組分體系的重心規(guī)一對(duì)部分互溶(B，C)，另兩對(duì)完全互溶(A，B)及圖 B、CBCB→CCBaab區(qū)間形成分層，過(guò)b點(diǎn)，分層，又轉(zhuǎn)為單相；B、Cab上時(shí)，加入組分Ａ，由于Ａ在兩相中BC，隨A含量的增加，B、C互溶性越來(lái)越好，組成越來(lái)越近，連結(jié)線越來(lái)越短，圖 兩個(gè)不混溶區(qū)疊 圖 有兩個(gè)不混溶圖 四、二固體和一液體的水鹽體系(只討論二固體有一共同離子的類型圖 從溶液中析出純C和B的相B、C組分(B、C完全不互熔或化合)Q加水至la+b+c區(qū)，蒸發(fā)進(jìn)入DFB區(qū)即可；有水合物生成的體系(B可形成水合物)B、CDDBC中則為BD。第七節(jié)二級(jí)相一、一級(jí)s、l、g相及不同晶型之間的轉(zhuǎn)變，即s1s2ΔH0,SH0,12T T T

ΔV0,VV,12 2P P 在

dpΔH ~T圖中，在T點(diǎn)12但斜率發(fā)生突變S~T圖中TV~T圖T二、二級(jí)H0V0，但

；1．ΔH0，ΔS0，12；T T