浙江科技大学：《物理化学》课程教学课件（打印版）第06章 相平衡（1/3）

物理化学-Physical ChemistryZHEIIANGUNIVERSITYORSCIENCE&TECHNOLOGYChap.6.相平衡(Phaseequilibrium)18731673-MTiK熔化物（单粗）熔化物（单相）a6731473C+LH1273A+LA+LDidE5731073-FONE2EC+LB+LaC+LA+ECB+C+E873A+CB+ESC+EEB+EEC+ER473GH0.81.000.20.4C0.60.40.80.2C0.61.0CuCI(A)FeCls(B)XFeChsCaF2(A)CaCl2(B)XCeClz形成不稳定化合物的相图形成稳定化合物的相图2Zhang Li-qing2019/11/1

问题与思路ZHEIIANGLINIVERSITYOSCIENEATECHNOLOG在化工生产中对原料与产品都要求有一定的纯度I分离与提纯1蒸馏、吸收、萃取、结晶存在哪几个相相平衡一用图形来表示每个相组成如何1各相的量的关系相律单组分二组分三组分3Zhang Li-qing2019/11/1

s 6.1相律（Phase rule）HEIANGUNIVERSITYO1、基本概念相图（phasediagram）-表达多相体系的状态如何随温度T、压力p、组成x/y等强度性质变化而变化的图形，称为相图。相（phase）--体系内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。体系中相的总数称为相数，用P表示。气体，不论有多少种气体混合，只有一个气相液体，按其互溶程度可以组成一相、两相或三相共存。固体，一般有一种固体便有一个相。两种固体粉未无论混合得多么均匀，仍是两个相（固态溶液除外，它是单相）。ZhangLi-qing2019/11/1

s 6.1相律（Phase rule）ZHEIIANGUNIVERSITYOSCIENEATECHNOOG自由度数（degreesoffreedom）将可独立改变而不影响系统原有相数的变量数目，用F表示如果已指定某个强度变量，除该变量以外的其它强度变量数称为条件自由度，用F*表示，例如：指定了压力，F*=F-I指定了压力和温度，F**=F-21Zhang Li-qing2019/11/1

s 6.1 相律（Phase rule）ZHEIIANGUNIVERSITYOSCIENCE&TECHNOLOG自由度数=总变量数一方程式数1) 每一个相: T,p,(s-1)2)P相: P[T, p,(s -1)]1,2,3.3)T, p,P(s -1)总变量数)=P(s-1)+P-1方程式数（1）化学势相等us(P-1)（2）独立平衡反应→R3）独立限制条件→R总方程式数=s(P-1)+R+R6Zhang Li-qing2019/11/1

s 6.1 相律（Phase rule）ZHEIANGUNIVERSITYOSCIENCEATECHNOLOGF =[P(s-1)+2]-[s(P -1)+ R+ RF=S-R-R-P+2C=S-R-R组分数（number of independent component）F=C-P+2相律（phase rule）F=C-P+2F：自由度数C:组分数2：温度、压力（两个变量）7Zhang Li-qing2019/11/1

课堂讨论ZHEIIANGUNIVERSITYOSCIENEATECHNOLOG1.指出下列各体系的组分数，相数和自由度数为多少？1）NHCI(s)部分分解为NH.(g)和HCI(g)达平衡NH CI(s) → NH,(g)+HCl(g)C=s-R-R'=3-1-1=1P=2F=C-P+2=12）在上述体系中加入少量NH，（g）C=S-R-R'=3-10±2P= 2F=C-P+2=2Zhang Li-qing2019/11/1

课堂讨论ZHEIANGUNIVERSITYOSCIENEATECHNOLOG400K3）将NHHCO（s)放入真空容器中恒温至NH,HCO,(s) → NH,(g)+H,O(g) +CO,(g)C=s-R-R'=4-1P=2F*=C-P.4)一密闭容器中有Cα(OH）分解反应：CaO(sHH,O(g)Ca(OH)(s)=C=S-R-R=3-1P=3F=C-P+2=2-3+2=1Zhang Li-qing2019/11/1

课堂讨论ZHEIIANGUINIVERSITYSCIENCE&TECHNO3、Na,CO.与H,O可以生成如下几种水合物Na,CO,.H,O(s)、Na,CO,.7H,O(s)、Na.CQ..10H,O(s)(1）试指出，在标准压力下，与Na,CO,的水溶液与冰平衡共存在的水合物，最多可有几种？(2)30℃，与水蒸汽平衡共存的Na,CO,水合物（固）最多可有几种？当F"=0、P为最大0=2-P+1解: S=5、R=3、R =0Prax = 3C=S-R-R=5-3=2除NaCO的水溶液（D及冰(s)(1）压力固定还有一个相，这就是Na,CO,的水合物(s）F*=C-P+1一最多一种10Zhang Li-qing2019/11/1

课堂讨论ZHEIIANGUNIVERSITYSCIENCE&TECHNOOC3、Na,CO.与H,O可以生成如下几种水合物Na,CO,.H,O(s)、Na,CO,.7H,O(s)、Na,CO,.10H,O(s)(1）试指出，在标准压力下，与Na,CO,的水溶液与冰平衡共存在的水合物，最多可有几种？(2)30℃，与水蒸汽平衡共存的Na,CO,水合物（固）最多可有几种？当F"=0、P为最大0=2-P+1解：S=5、R=3、 R =0Prmar = 3C=S-R-R=5-3=2除H,O（g),还可以有二个相，(2）温度固定这就是Na,CO的水合物s）F*=C-P+1=3-P最多二种11Zhang Li-qing2019/11/1