文档介绍：双液系相图
两组分相图
两组分体系的相律可表达为:
K=2; =2
f=4-(1)
f=0, max=4, 最多四相共存.
=, fmax=3, 需三维图象才能完整描绘体系状态.
二元体系的相图常常固定某因素不变(如温度或压力),用二维平面相图表示体系状态的变化情况.
二元体系的相图常为:
T-x图; p-x图.
第三节 双液系相图 liqiud-liqiud phase diagram
物质一般具有气-液-固三种形态,相图中也应该反映物质气相、液相、固相间的关系和相互的变化。
双液系相图描述的是两组分体系气、液相态与浓度、温度和压力之间的关系。
故双液系相图只是两组分相图中的一部分,描述了温度较高区域的相变化。
一. phase diagram of ideal solution:
理想溶液各组分在全部浓度范围内均遵守拉乌尔定律,只要掌握了A,B的饱和蒸汽压数据, 其相图可以计算出来.
p-x图:
pA= pA*xA
pB= pB*xB= pB*(1-xA)
p = pA+ pB
= pA*xA + pB*(1-xA)
体系的总压为:
p = pB*+(pA*-pB*)xA (2)
A+B, 溶液, T
A+B, 溶液, T
A+B, 溶液, T
A+B, 溶液, T
开始出现气相,体系达气液两相平衡.
A+B, 溶液, T
A+B, 气相, T
A+B, 溶液, T
A+B, 气相, T
A+B, 溶液, T
A+B, 气相, T
A+B, 气相, T
将组成为xA,xB的A,B理想溶液置于一带活塞的气缸中, 保持恒温,并施加足够大的压力,.
逐步降低环境压力,当压力降到等于此溶液的饱和蒸汽压时,开始出现气相.
当体系压力降到某一定值时,体系主要以气相形式存在,液相几乎消失,但仍然保持两相平衡.
若进一步降低体系的压力,体系中的液相将完全消失,体系为气态单相.
双液系的p-x相图的绘制
XA
0
p
pB*
pA*
D
F
C
XA
D’
F’
C’
XA’
D’’
F’’
C’’
XA’’
C’’’
D’’’
F’’’
XA’’’
C’’’’
D’’’’
F’’’’
XA’’’’
理想溶液的p-x相图
C点: 组成xA, 单相溶液.
D点:开始出现气相, 液相与总组成仍相同.
F点:液相量无穷小, 仍维持两相平衡.
重复上述过程,得到一系列相点D’…和F’….
纯A和纯B的相点.
液相线:D,D’,D’’, …
气相线:F,F’,F’’…,
即为双液系的p-x图
xA
0
p
单相区,气相, f=2
单相区,液相, f=2
理想溶液的p-x图
单相区: f=2(压力和组成); 两相区: f=1(p是浓度的函数.)
体系点: 表示体系总组成及环境条件的点. 如C点:溶液浓度为xA,体系压力为p.
l+g,f=1
pA*
pB*
气相线
液相线
A
B
C
xA
p
相点: 表示某一相状态的点. 二元相图中的体系点和相点可能重合,也可能分离.
重合: C点,体系呈单相液体, 故既是体系点又是相点.
分离: H是体系点,体系分为两相,L点是液相点,和G点是气相点。
x’
x’’
G
L
H
xA
0
p
单相区,液相
单相区,气相
l+g
pB*
pA*
气相线
液相线
C
xA
H
L
G
x’
x’’
F
I
x’’’
x
D
K
理想溶液的p-x相图
组成为xA的体系点C位于单相区, 为液相溶液.
D点:开始出现气相,气相点为K,达两相平衡.
H点: 气相组成为x’,液相组成为x’’.
F点:体系几乎全以气态存在,, 液相组成为x’’’.
在两相区, 液相组成沿DI移动;气相组成沿KF移动.
液相线方程: (是一直线)
p= pA+ pB= pB*+(pA*-pB*)xA
气相线方程:
p= pA+ pB
pA/pB=xAg/(1-xAg)
=pA*xAl/pB*(1-xAl)
xAl =pB*xAg/[xAg(pB*-pA*)+pA*]
代入总压的表达式中:
p=pA*pB*/[xAg(pB*-pA*)+pA*]
气相线上的点,如F,有:
xAg=xA
得气相线方程:
p=pA*pB*/[xA(pB*-pA*)+pA*]
pB*
pA*
xA
0
p
l+g
气相线
液相线
xAg
xAl
G
L
xA
C
D
F
理想溶液的p-x相图
pB