吉林大学：《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）第五章 热力学在相平衡体系中的应用（3/4）二组分液固体系

3杠杆规则（原理) T 设：To时物系点0的 重量W,组成为X To 相点：A:Wa,XA ■■■■■■■■ ■■■■■■■■ B B:WE,XB 水 ￥% 苯胺 1

1 3.杠杆规则（原理） 设：TO时物系点 O 的 重 量 W，组成为 X 相点：A：WA，XA B：WB，XB

由质量守恒原理： W-W+WE XW-XW+XEWE X（W+WB)=XAWA+XBWB WA (X-XA)=WE (XB-X) 即：WOA=WOB OB WA+1= OB +1 We O4 WB Q4 Wa+WB_ OB+O4 We OA 2

2 由质量守恒原理： W=WA + WB XW=XAWA +XBWB X（ WA + WB ）=XAWA +XBWB WA（X-XA）= WB（XB -X） OA OB W W B A = +1 = +1 OA OB W W B A 即：WAOA=WBOB OA OB OA W W W B A B + = +

OA WA OB W AB W AB 说明：a)即力学中的杠杆原理 b)只适用于两相平衡 X:摩尔分数或质量百分数 W:总摩尔数或总质量 3

3 AB OA W WB = AB OB W WA = 说明：a）即力学中的杠杆原理 b）只适用于两相平衡 X：摩尔分数或质量百分数 W：总摩尔数或总质量

4.完全不互溶双液系 如：水氯苯体系，汞水体系 两组分间没有相互溶解，每个组分的蒸汽压 等于其单独存在时的蒸汽压 体系的总蒸汽压P=P*A+P*B 即P>P*AyP>P*B 则混合物的沸点低于任意组分的沸点 4

4 4.完全不互溶双液系 如：水-氯苯体系，汞-水体系 两组分间没有相互溶解，每个组分的蒸汽压 等于其单独存在时的蒸汽压 体系的总蒸汽压 P=P*A +P*B 即 P > P*A, P > P*B 则混合物的沸点低于任意组分的沸点

P水 水氢苯水氢苯 : 91100130T(℃)

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水蒸气蒸馏： 对高沸点有机物进行蒸馏提纯 此类有机物在常温下蒸气压很小 若在常压下，沸点很高，沸点前可能分解 在常压下不能对其单独蒸馏提纯 两种方法： 减压蒸馏：由克-克方程定 水蒸气蒸馏：与水形成完全不互溶双液系 常压下，不互溶二组分沸点在100℃以下

6 水蒸气蒸馏： 对高沸点有机物进行蒸馏提纯 两种方法： 减压蒸馏：由克-克方程定 水蒸气蒸馏：与水形成完全不互溶双液系 此类有机物在常温下蒸气压很小 若在常压下，沸点很高，沸点前可能分解 在常压下不能对其单独蒸馏提纯 常压下，不互溶二组分沸点在 100℃以下

蒸出液重量的计算： P=P*A十P*B 分压定律：P*=PyAP*B=PyB P yA=IA= W ME W于 PMA yB nB EMA We PeM We PRME WH.o+WB PHoMo+PeMB

7 蒸出液重量的计算： P=P*A + P*B 分压定律：P*A =PyA P*B =PyB B A A B B A B A B A W M W M n n y y P P = = = * * B B A A B A P M P M W W * * = H O H O B B B B H O B B P M P M P M W W W * * * 2 2 2 + = +

§4.4二组分液固体系 有三类化合物 无机盐金属及其氧化物 有机物 这类化合物的特点： 蒸汽压极小，仅为凝聚相(1，s) 三种类型：生成低共熔物 生成化合物 生成固溶体 相图的绘制方法： 溶解度法和热分析法 8

8 §4.4 二组分液固体系 有三类化合物 无机盐 金属及其氧化物 有机物 这类化合物的特点： 蒸汽压极小，仅为凝聚相（l，s） 三种类型： 生成低共熔物 生成化合物 生成固溶体 相图的绘制方法： 溶解度法和热分析法

1.简单的低共溶混合物相图 f=K-Φ+2=2-1+2=3(T,P,X) f*=2（T,X或P,X)平面图 恒定P,T-X相图 1)热分析法绘制T-X相图 热分析法： 常压P下，将样品加热溶化，再令其 自行冷却，记录不同时间t的温度T的变化 即T-t步冷曲线 9

9 1.简单的低共溶混合物相图 f=K-Φ+2=2-1+2=3（T，P，X） f*=2 （T，X 或 P，X）平面图 1）热分析法绘制 T-X 相图 热分析法： 常压 P θ下，将样品加热溶化，再令其 自行冷却，记录不同时间 t 的温度 T 的变化 即 T-t 步冷曲线 恒定 P，T-X 相图

(1)步冷曲线 Bi-Cd体系 f*=2-1+1=2(T,X) a)纯物质的步冷曲线 T 0%Cd 100%Cd (℃) B tis) 10

10 （1）步冷曲线 Bi-Cd 体系 f*=2-1+1=2（T，X） a）纯物质的步冷曲线