物理化学6-03理液相图.ppt

将吉布斯相律应用于二组分系统 ( C = 2 ),F = 2－P＋2＝4－P,P＝1，F＝3 最多3个独立变量(T, p, 组成) P＝2，F＝2 P＝3，F＝1 P＝4，F＝0 最多4个相平衡共存(无变量),指定温度, 则有压力-组成图 ; 指定压力, 则有温度-组成图 .,,气-液平衡时蒸气总压p与液相组成xB的关系:,以 p 对 xB 作图得一直线,1. 压力-组成图,§6.3 二组分理想液态混合 物的气-液平衡相图,p ~ xB液相线. 仅对理想液态混合物, 液相线为直线.,pB* p pA*,气、液两相平衡时： F=2-2+1=1 可以为P、 xB 、 yB中的一个气-液平衡时气相组成 yB 与 液相组成 xB的关系:,yB = pB/ p = pB*xB/p 若pB* p pA*, 则 pB*/p 1， yB / xB1 ∴ yB xB yA = pA/ p = pA* xA/p pA*/p 1， yA / xA 1 yA xA 易挥发组分在气相中的相对含量大于它在液相中的相对含量.,气-液平衡时蒸气总压p与气相组成yB的关系:,结合式 p = pA* + (pB* - pA* ) xB 和式 yB = pB*xB /p 可得,以 p 对 yB 作图, 可得一曲线, 即压力-组成图上的气相线.,点：pA* ，xB＝0， xA＝1 pB* ，xA＝0， xB＝1 F＝C－P＋1＝1－2＋1＝0,线：直线 P～x 液相线 曲线 P～y 气相线 F＝2－2＋1＝1（P, xB, yB),液相线,气相线,系统点: 相图上表示系统总状态(总组成)的点; 相点:表示各个相的状态(组成)的点. 结线:两个平衡相点的连结线.系统点总是在结线上,例7例8例9例10例11例12,,,,单相区系统点与相点合二为一，两相共存区系统点与相点是分开的。

真正代表系统状态的是两个相点例7例8例9例10例11例12,由于液相在气化过程中组成不断变化, 使得其平衡蒸气压不断下降, 因而存在相变压力区间.,系统的恒温变压过程(点击这里).,实际混合物中苯和甲苯双液系的性质接近理想混合物, 在79.7 ℃下实测 压力-组成 数据如下:,点, 线, 区的含义及各状态下自由度数; 区分系统点与相点; 会读系统总组成与相组成;,p与 , 的相对关系.,蒸气压组成相图,2. 杠杆规则,多组分系统两相平衡时，两相的数量之比与两相组成、系 统组成之间的关系nGxG + nLxL = (nG + nL) xM,或,得,,,,系统在 M 点以 L, G 两相平衡时, 对B组分作物料衡算:,物系点,支点,3. 温度-组成图,在恒压下表示二组分系统气-液平衡时的温度和组成的关系. 对理想液态混合物, 若已知组分A和B在不同温度 T 下的饱和蒸气压 , 就可计算出在 恒压p和温度T下该混合物气-液平衡时两相的组成xB和yB:,从而由计算结果就可作出T- xB相图(含液相线和气相线). 对实际系统, 则是根据实验数据作图的.,甲苯(A) - 苯(B)系统在 p = 101.325 Pa下 沸点与两相组成的关系,泡点: 露点:,点：TA* ，xB＝0， xA＝1 TB* ，xA＝0， xB＝1 F＝1－2＋1＝0,线：上 T～y 气相线 下 T～x 液相线 F＝2－2＋1＝1（T, xB, yB),液相线,气相线,相图分析要点： 点、线、区的含义及各状态下自由度数; 露点与泡点的含义; 区分系统点与相点,会读系统总组成与相组成; 二组分系统恒压变温过程相变化的分析, 及与纯组分相变的差异.,完全互溶动画演示,恒压变温过程(点击这里).,例7例8例9例10例11例12,苯和甲苯的 压力-组成图 和 温度-组成图 的对比:,16,T-x 相图的特点： （1）两条线都是曲线，气相线在液相线上面； （2）两相平衡区域，杠杆规则适用。

两相平衡时，yB xB，是分离提纯物质的依据整体形状基本类似 点、线、 面的相对高低位置均颠倒,17,例：101.3 kPa下, A 与 B 气液平衡相图如下,求: xB＝ 0.5的泡点温度; yB＝ 0.5的露点温度; 650℃时,气液平衡两相的组成; 将4molB和6molA的混合物加热到700℃，问平衡时气、液两相的物质的量n(g) 、n(l),,(4) n(g)×(40-32)=n(l)×(70-40) n(g) +n(l)=10 解得：n(g)=7.9mol n(l)=2.1mol,(1) t(泡点) = 650 ℃,(2) t(露点) = 770℃,(3) xB= 0.5, yB= 0.1,,当组成用质量百分数时, 则经过同样的推导，有,杠杆规则还可以表示成：,还可以表示成：,和,和,或,。