理学章相平衡.pptxVIP

相平衡是热力学在化学领域中的重要应用之一。; §5.1 相 律;气体：不论有多少种气体混合，只有一个气相。;(1) 热平衡;(3) 相平衡; 物种数; （2）系统中有化学平衡存在;如： 真空容器中发生如下反应; 对于浓度限制条件R’ ，必须是在同一相中几个物质浓度之间存在的关系，能有一个方程把它们的化学势联系起来。例如：;（4）系统的物种数可随我们考虑问题的方法而异，而独立组分数却有客观性，对于给定的系统组分数有确定的数值，是唯一的。; 自由度（degree of freedom）; 某平衡系统中有 S 种不同的化学物种，有? 个相，并假设每一种组分都存在于各相中。需要多少强度变量才能确定系统的状态？; (3)若系统中存在 R 个独立的化学反应，有R个化学平衡常数关联式。; 上述推导假定每一种组分都存在于各相中，而在实际的平衡中往往不是这样。但相律依旧适用，因为：; 对于凝聚系统，压力影响不大，只有温度影响平衡，则相律可表示为;相律的意义;;;;;§5.2 单组分系统的相平衡; 单组分系统的两相平衡一般包括物质的气-液平衡，气-固平衡，液-固平衡和固-固平衡。; 在一定温度和压力下，假设B组分的α、β两相平衡;单组分系统的两相平衡——Clapeyron方程;液-气、固-气两相平衡（并假设气体为理想气体）; 利用Clausius -Clapeyron 方程的积分式，可从两个温度下的蒸气压，求摩尔蒸发(升华)焓变。; 固-固和固-液平衡; 外压与蒸气压的关系—不活泼气体对液体蒸气压的影响; 外压与蒸气压的关系—不活泼气体对液体蒸气压的影响; 外压与蒸气压的关系—不活泼气体对液体蒸气压的影响;水的相图;有三个单相区;OA是气-液两相平衡线;; 在相同温度下，过冷水的蒸气压大于冰的蒸气压，所以OD线在OB线之上。;;三相点与冰点的区别;三相点与冰点的区别; 三条两相平衡线的斜率均可由Clausius-Clapeyron方程或Clapeyron方程求得。;;§5.3 二组分系统的相图及应用;§5.4 单组分系统的相平衡;§5.5 二组分系统的相图及应用;理想的二组分液态混合物—— 完全互溶的双液系;理想的完全互溶双液系;已知 ， ， 或 ，就可把各液相组成对应的气相组成求出，画在 p-x 图上就得 p-x-y 图。;;;2。 T-x 图;;从 实验绘制 T-x 图;混合物起始组成为x1;杠杆规则（Lever rule）;;;蒸馏（或精馏）的基本原理;蒸馏（或精馏）的基本原理;简单蒸馏的T-x-y图;蒸馏（或精馏）原理;蒸馏（或精馏）原理;精馏;非理想的二组分液态混合物;;;(2)正偏差很大，在 p-x 图上有最高点;(2)正偏差很大，在 p-x 图上有最高点;(2)正偏差很大，在 p-x 图上有最高点;（3）负偏差在p-x图上有最低点;（3）负偏差在p-x图上有最低点;部分互溶的双液系;;;; 在 (约为291.2K）以下，两者可以任意比例互溶，升高温度，互溶度下降，出现分层。;（3）同时具有最高、最低会溶温度;部分互溶的双液系;不互溶的双液系——蒸汽蒸馏;蒸 汽 蒸 馏;;馏出物中两组分(A为水)的质量比计算如下：;简单的低共熔二元相图; 首先将二组分固相系统加热熔化，记录冷却过程中温度随时间的变化曲线，即步冷曲线;;;;;;;;;;;;;;;结晶法精制盐类;水-盐冷冻液;形成化合物的系统;形成化合物的系统;如A- C和C-B相图的拼合; 与 能形成三种稳定的水合物;(2) 形成不稳定化合物;(2) 形成不稳定化合物;;由稳定化合物转化为不稳定化合物;液、固相都完全互溶的相图;液、固相都完全互溶的相图;完全互溶固溶体的相图;完全互溶固溶体的相图;完全互溶固溶体的相图;完全互溶固溶体出现最低或最高点; 例如： 等系统会出现最低点。但出现最高点的系统较少。;固态部分互溶的二组分系统;;(1) 有一低共熔点者;(1) 有一低共熔点者;(1) 有一低共熔点者;（2） 系统有一转熔温度;（2） 系统有一转熔温度;（2） 系统有一转熔温度;区域熔炼（zone melting）;区域熔炼（zone melting）;分凝系数;的情况;的情况;§5.6 三组分系统的相图及其应用;三组分系统的相图及其应用; 在等边三角形上，沿反时针方向标出三个顶点;等边三角形坐标表示法;等边三角形坐标表示法;等边三角形坐标表示法;等边三角形坐标表示法;部分互溶的三液体系统;（1）有一对部分互溶系统;（1）有一对部分互溶系统;（1）有一对部分互溶系统; T - x1，x2 图; T -