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上传人:相惜 2022/6/20 文件大小:639 KB

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文档介绍

文档介绍:单组分体系 § One Component Systems
单组分体系的自由度最多为2,双变量体系的相图可用平面图表示。
单组分体系的相数与自由度
K=1 f =3 –Ф
当 Ф=2  二相  自身的特性,不能加以改变,如H2O的三相点
冰点是在大气压力下,水、冰二相共存。当大气压力为 时,冰点温度为 ,改变外压,冰点也随之改变。
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应用:冷冻干燥
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,是由两种因素造成的:
(1)因外压增加,;
(2)因水中溶有空气, 。
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完全互溶双液体系 § Two Completely Miscible Liquids
理想的完全互溶双液体系
杠杆规则
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二组分体系相律的表达式为
f = 2 -  + 2 = 4 - 
当 f = 0,  = 4,即体系最多可有四相共存。如NaCl与水构成体系,在一定条件下NaCl(s)、冰、溶液和水蒸气四相平衡共存。
当 = 1, f = 3,即体系最多可有三个独立变量。若保持一个因素为常量,相图可用平面图表示,即T-x图、p-x图、T-p图。
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理想的完全互溶双液系 Two Ideal Miscible Liquids
两个纯液体可按任意比例互溶,每个组分都服从拉乌尔定律,这样的溶液称为理想溶液。
(1) p-x图
设 和 分别为液体A和B在指定温度时的饱和蒸气压,p为体系的总蒸气压
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非理想的完全互溶双液体系 Two Non-ideal Miscible Liquids
1. 正偏差与负偏差
由于某一组分本身发生分子缔合或A、B组分混合时有相互作用,使体积改变或相互作用力改变,都会造成某一组分对拉乌尔定律发生偏差,这偏差可正可负。
如图所示,是对拉乌尔定律发生正偏差的情况,虚线为理论值,实线为实验值。真实的蒸气压大于理论计算值。
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如图所示,是对拉乌尔定律发生负偏差的情况,虚线为理论值,实线为实验值。真实的蒸气压小于理论计算值。
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2. p-x图 和 T-x图
(1) 保持温度不变,得 p-x 图
(2) 保持压力不变,得 T-x 图
对于二组分体系,K=2,f =4-Φ。φ至少为1,则 f 最多为3。这三个变量通常是T,p 和组成x。所以要表示二组分体系状态图,需用三个坐标的立体图表示。
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p-x图的形状与T-x图相比恰似“倒转”的图形,当在p-x图上出现最高(低)点,则在T-x图上有最低(高)点。
在p-x图上液相线在上,气相线在下;相应在T-x图上气相线在上,液相线在下。梭形区是气-液两相区。
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正偏差在 p-x图上有最高点
在p-x图上有最高点者,在T-x图上就有最低点,这最低点称为最低恒沸点( low-boiling azeotropic point)。此时的混合物称为最低恒沸混合物 (minimum boiling azeotropic)。它是混合物而不是化合物
属于此类的体系有: 等。在标准压力下, , 。
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负偏差在 p-x图上有最低点
在p-x图上有最低点,在T-x图上就有最高点,这最高点称为最高恒沸点(high-boiling azeotropic point)。处在最高恒沸点时的混合物称为最高恒沸混合物(maximum boiling azeotrope )。
属于此类的体系有: 等。在标准压力下, K,含HCl ,分析上常用来作为标准溶液。
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杠杆规则 Lever Rule
在p-x图的两相区,物系点O代表了体系总的组成和温度。
通过O点作平行于横坐标的等压线,与液相和气相线分别交于M点和N点。MN线称为等压连结线(tie line)。
落在MN线上所有物系点的对应的液相和气相组成,都由M点和N点的组成表示。
杠杆规则
xA
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液相和气相的量可用杠杆规则求算,设平衡的液-气两相各为n液mol与n气mol,组成为x1和x2,体系的组成为xA ,则
n总xA= n液x1+ n气x2
n总= n液+ n气
(n液+ n气)xA= n液x1+ n气x2
n液(xA-x1)= n气(x2 - xA)
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N气·OM = n液·O