物理化学第四章phase_(3).ppt

4.5 两组分系统的液固（恒压）相图p 热分析法p 生成简单的低共熔物的系统p 固相完全不互溶且生成化合物的系统p 固相完全互溶的系统p 固相部分互溶的系统掌握要点熟悉相图的基本类型分析点、线、区的含义，强调在水平线上发生 什么反应描述某系统的冷却过程，绘制步冷曲线应用相律应用杠杆规则4.5 4.5 两组分系统的液固（恒压）相图两组分系统的液固（恒压）相图将系统加热到熔化 温度以上，然后使其 徐徐冷却，记录系统 的温度随时间的变化 ，并绘制温度(纵坐 标)－时间(横坐标)曲 线，叫步冷曲线（ cooling curve）由 一组步冷曲线，可绘 制熔点-组成图3t/℃142 / s热分析法Cd-Bi二元相图的绘制（1）纯Bi和纯Cd的熔点问题：自由度？（2）作含20wtCd、70wtCd样品的步冷曲线Cd-Bi二元相图的绘制析出固相 Cd析出固相Bi（3）作含40wtCd的步冷曲线Cd-Bi二元相图的绘制同时析出固相纯 Bi和纯CdCd-Bi二元相图的绘制Cd-Bi二元相图的绘制（4）完成Bi-Cd T-x相图ACE线：与Bi(s)两相共存的液相组成线；HFE线：与Cd(s) 两相共存的液相组成线；BEM线：Bi(s),Cd(s)与溶液共存的三相线；溶液的 组成由E点表示。

Cd-Bi二元相图的绘制四个相区：1. AEH线之上，溶液（l）单相区， 2. ABE之内，Bi(s)+ l 两相区，3. HEM之内，Cd(s)+ l 两相区，4. BEM线以下， Bi(s)+Cd(s)两相区 ，Cd-Bi二元相图的绘制三条多相平衡曲线（1）ACE线：Bi(s)+ L 共存时溶液组成线2) HFE线:Cd(s)+L 共 存时溶液组成线3. BEM线，Bi(s)+Cd(s)+L 三相平衡线，三个相的 组成分别由B，E，M三个点表示Cd-Bi二元相图的绘制三个特殊点：A点：纯Bi(s)的熔点H点：纯Cd(s)的熔点E点：Bi(s)+Cd(s)+ l 三相共存点因为E点温度均低于A点和H点的温度，称为低共熔 点（eutectic point）在该点析出的混合物称为低共熔 混合物（eutectic mixture）它不是化合物，由两相组 成cc'a'a14.6520.75xB=0.229Ⅱ72.27xB=0.867Ⅵ14.65ee't/℃xB=0.41728.50 Ⅳ14.65ⅦxB=1.082.1532.09xA=1.0ⅠxB=0.68557.89Ⅴ14.65dd'14.65b'bⅢxB=0.32914.85邻硝基氯苯（A) - 对硝基氯苯（B)的系统的熔点-组成图(由热分析法绘得)EDC0.00.20.40.60.81.0 邻硝基氯苯（A)对硝基氯苯（B)xB80602040t/ ℃生成简单的低共熔物的系统读图要点：① 点、线、区的含义② 水平线 CED—三相平衡线LE = SA + SB共晶反应(eutectic reaction)③应用杠杆规则： EDCLL＋SBL+SASA+SB0.00.20.40.60.81.0 邻硝基氯苯（A)对硝基氯苯（B)xB80602040t/ ℃邻硝基氯苯（A) - 对硝基氯苯（B)的系统的 熔点-组成图eabcd•• •••生成简单的低共熔物的系统图 3-21 Bi(A)-Cd(B)系统的步冷过程和共晶体组织s(A)开始析出l(A+B)开始完全消失(b)cab / st/℃l(A+B)s(B)开始 析出 •••• • •• • DwBBi(A)Cd(B)sA+sBLt/ ℃a1ⅠL+SA b1ⅣⅡⅢcabE140271321•••• • ••C(a)L+SBa2b2⑤ 绘制步冷曲线⑥ 结合相律分析低共熔物包裹 A晶体低共熔物包裹 B晶体低共熔物思考题：求得到低共熔物的量？生成简单的低共熔物的系统水-盐冷冻液在化工生产和科学研究中常要用到低温浴，配 制合适的水-盐体系，可以得到不同的低温冷冻液 。

例如：水盐体系 低共熔温度252 K218 K 262.5 K257.8 K特点：1）液态完全互溶，固 态完全不溶；2）共晶反应；3）低共熔混合物A-B A-B 相图（相图（T-x T-x 图）图）EDC ABxBt/ ℃区分：系统点、相点生成简单低共熔物的系统（小结）生成化合物的系统(1)稳定化合物，包括稳定的水合物，它们有自己 的熔点，在熔点时液相和固相的组成相同属于这类体系的有：的3种水合物(2)不稳定化合物，没有自己的熔点，在熔点温度 以下就分解为与化合物组成不同的液相和固相属于这类体系的有：生成化合物的系统与生成稳定化合物的系统H：是C的熔点L+SASA+SC SC+SB???E1, E2：低共熔点形成稳定水合物的相图与 能形成三种稳定 的水合物，即,, , 它们都有自己的熔点纯硫酸的熔点在283 K左右，而与一水化合物的低 共熔点在235 K，所以在冬天用管道运送硫酸时应适当 稀释，防止硫酸冻结问题：几个低共熔点？ 几个三相反应？形成不稳定化合物的相图在 与 相图上,C是A和B生成的不 稳定化合物因为C没有自己的熔点， 将C加热，到O点温度时分解 成 和组成为N的熔液， 所以将O点的温度称为转熔温 度（peritectic temperature） 。

FON线也称为三相线，由A(s)，C(s)和组成为N 的溶液三相共存与一般三相线不同的是：组成为N 的溶液在端点，而不是在中间形成不稳定化合物的相图转熔反应：共晶反应：三相反应冷却过程物相变化a线： b线： d线：形成化合物的相图冷却过程物相变化希望获得固相中纯化 合物C，如何选择温 度和成分？形成不稳定化合物的相图要将熔液浓度调节在 ND之间，温度在两条 三相线之间。