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（2/4）二组分气——液体系

§4.3二组分气-液体系 f=2-Φ+2=4-Φ Φmin=1,f=3(T,P,X)相图为立体图形 恒定T:P-X相图 恒定P:T-X相图 恒定X:P-T相图 1.完全互溶的二组分体系 1)理想的二组分体系 P-X图

1 §4.3 二组分气-液体系 f=2-Φ+2=4-Φ Φmin=1，f=3（T，P，XB）相图为立体图形 恒定 T：P-X 相图 恒定 P：T-X 相图 恒定 X：P-T 相图 1. 完全互溶的二组分体系 1）理想的二组分体系 P-X 图

① P-x图绘制 恒定T:P-X相图（平面图） 液相组成X,气相组成yB 平衡蒸汽压P,总压P 由拉鸟尔定律：PB=P'EXE P-X液相线 道尔顿分压定律：PB=PyB 总压P=PA+PBP-y气相线 P-x液相线和P-y气相线合并 2

2 ① P-x 图绘制 液相组成 xB , 气相组成 yB 平衡蒸汽压 PB , 总压 P 由拉乌尔定律：PB =P* B xB P-x 液相线 道尔顿分压定律：PB =PyB 总压 P= PA +PB P-y 气相线 P-x 液相线和 P-y 气相线合并 恒定 T：P-X 相图（平面图）

P=PA+PB=P'AXA+P'BXE =P'A (1-Xg)+P'RXB =P'+(P'B-P'A)XB P=P'+(P'B-P'A)XB P-X液相线 P P"e 截距：PA 斜率：PgPA PA PB: A X B A,B饱和蒸气压 3

3 P= PA +PB = P* A xA + P* B xB =P* A（1-xB）+ P* B xB = P* A +（P * B - P* A）xB P= P* A +（P * B - P* A）xB P P* B P* A A x B P-xB液相线 截距：P * A 斜率：P * B - P* A P * A，P * B： A，B 饱和蒸气压

P-y气相线？ PB-P'BXB =PyB P=P'+(P'B-P'A)XE P:P P8-ya(Pa-P) P-y气相线 P PBP~xy)图 L 1-g L：液相线 p* G:气相线 G P'BPA:YB-XB A B B

4 P-y 气相线？ PB =P* B xB =PyB P= P* A +（P * B - P* A）xB ( ) * * * * * B B B A A B P y P P P P P − − = P-yB气相线 P ~ x(y)图 L：液相线 G：气相线 P * B >P * A，yB >xB

②P-x图分析 恒定T:f* 面：液相和气相：f*=2-1+1=2(P,X） 二相：L线和G线间1-g二相区 f*=2-2+1=1(P0rX) 线：液相线L和气相线G: f*=2-2+1=1（P或Xg) 物系点：表示体系的状态点，由工，P,x表示 相点：表示体系某相的状态，T,P,x表示 变压时物系点O的变化：

5 ②P-x 图分析 液相和气相：f*=2-1+1=2（P，xB） 液相线 L 和气相线 G： 变压时物系点 O 的变化： 面： f*=2-2+1=1（P 或 xB） 恒定 T：f * 线：物系点：表示体系的状态点，由 T, P, x 表示 相点：表示体系某相的状态，T, P, x 表示 二相：L 线和 G 线间 l-g 二相区 f*=2-2+1=1（P or X）

B P A B 物系点O:上-g平衡组成x,，xG, 总压P a)P↑，g↑，xz,xz，xG,>xG 到O'点，X=Xo,全部液化，气相消失，为单相 6

6 物系点 O：l-g 平衡组成 L1 x ， G1 x 总压 P1 a）P↑，xB ↑， L2 x > L1 x ， G2 x > G1 x 到 O'点，xL =xO ，全部液化，气相消失，为单相

b)P↓，8+，xzxz，G〈xG 到0”点，XG=x0 全部气化，液相消失，为单相 说明：气相线和液相线 物系点刚落在线上时，应为一相 稍微过一点，为两相 T一X图 恒压：一般P=P,f 如：精馏有机物 7

7 b）P↓，xB ↓， L3 x < L1 x ， G3 x < G1 x 到 O”点，xG =xO 全部气化，液相消失，为单相 说明：气相线和液相线 物系点刚落在线上时，应为一相 稍微过一点，为两相 T—X 图 恒压：一般 P=Pθ ，f * 如：精馏有机物

T一X图的绘制： 测定恒压时，气液平衡体系二组分不同组成 的溶液沸点 一般采用沸点仪：回流实验，测其沸点T及 相应组成 也可由P一X图转化 8

8 T—X 图的绘制： 测定恒压时，气液平衡体系二组分不同组成 的溶液沸点 一般采用沸点仪：回流实验，测其沸点 T 及 相应组成 也可由 P—X 图转化

P T 1 B T"A g- T* g 1 圣B T-X和P-X图组合，得到T-P-X立体图 T-X相图分析 注意：aP后>P,.TPA,P-XT-X图，>x

9 T-X 和 P-X 图组合，得到 T-P-X 立体图 T-X 相图分析 注意: a) * * * * , PB  PA TB  TA b)若 * * PB  PA , P-X,T-X 图, yB >xB

2)非理想二组分体系 完全互溶的P-X,T-X图 (1)正常类型的偏差 a)正偏差 P T B B A B A B 10

10 2)非理想二组分体系 完全互溶的 P-X，T-X 图 （1）正常类型的偏差 a）正偏差