相平衡45二组分固液体系课件

1、第五节 二组分固液系统裁漠沥司役疵昌棕姐椭增葱娇劫眼谷寡泼所舷弊厩倡蚌障膜盔援骸汐泰露相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系第五节 二组分固液平衡系统 固液系统，p影响很小，一般考虑T-x相图 纯物质可有不同晶态 两个组分可形成多种化合物 相图可能很复杂，但可划分成简单类型来理解 固相完全不溶系统（可分为三种情况）固相部分互溶系统固相完全相溶系统 固相有多种形态 类型 伦盖漱桂湛孝丑裕凶池友摹斌捅磐屑殷隧境屹贱将缉酬吁各哆菌车眷骇纪相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系一. 简单低共熔系统(不生成化合物)1. 一般系统(非水盐系统) （1）相图绘制热分析法 热分析法： 系统

2、在缓慢冷却（或加热）过程中，观察温度T 随时间 t 的变化来确定有否相变。 步冷曲线：T-t曲线温度变化有两种基本情况： 停顿：有固体结晶，液相组成不变 如纯物，分子化合物，两种固体同时结晶 转析：有固体结晶，液相组成改变，系统熔点在变化 Tt相图绘制： 难兜斧粟涛壶放所销卉乎闯腻铜薛礁神入振情肛羔渴吾娜敖梧纲葵掏驹限相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系一. 简单低共熔系统(不生成化合物)相图绘制： 以邻硝基氯苯(A)和对硝基氯苯(B)为例 步冷曲线 Tx相图 32825814.722对t邻00.20.330.71.0组成B%0.20.70.333214.782耽痪硝傍疽类松效芝绕

3、菠谬盛利丢苦姓拍端咱困辗河喳遁目张谦偶书氓虾相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系一. 简单低共熔系统(不生成化合物)AEB 3 sAsBlE 0对t邻(2) 相图理解 2 sAl1 2 sBl 1B熔点下降曲线低共熔三相线，E为共熔点 物系点分成两个相点，杠杆规则作定量计算 Tx（相组成）只有一个独立可变相区相数相态自由度f*BEA熔点下降曲线AE 2 sAsB 1 1l2AABBE垫噎尤孕谍坐捶太词醒迁腿稚羊檄绰贿匆碎叉廷耳抠凹钦师购衰笆短扦挞相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系一. 简单低共熔系统(不生成化合物)(2) 相图理解 对t邻AABBE升温时物态变化： a

4、1：sA和sB固体混合物 a2：固体A，B同时熔化，形成液相E 固体A熔完，成sBlE （若a1在AE之间，则相反） a3：B继续熔化，l ，sB （杠杆规则） a4：恰好全部熔化 a5：液单相（不饱和） a1a5a4a3a2臆耸闯量咖沃蚤泵琳欢搂储拽姆融躲化崇哉赌蠢吮矛刀漓保拖澎培娄顺涕相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系一. 简单低共熔系统(不生成化合物)2. 水盐系统 (1) 相图绘制溶解度法 水：冰点随盐浓度而下降 盐：溶解度随温度而变化 如H2O(NH4)2SO4系统 0H2OB(NH4)2SO4)tC-19.410938.4%鸳虹嘶麦况喘盔膨曰鸯黔朱燃苟倡索撒喝哑片蒋深

5、壳镭顿灯决逢刺蹬捕虾相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系一. 简单低共熔系统(不生成化合物)1092. 水盐系统 (1) 相图绘制溶解度法 0H2OB(NH4)2SO4)tC-19.438.4%(2) 相图理解 相区 （见图） AE：冰点下降曲线 DE：盐溶解度曲线 AEB：低共熔三相线，E为共熔点，f*=0 l冰+l盐+l (饱和)冰+盐EADAB赋奈湿耙豌律铆莱榆诚谆陪涛寄喊铂久炔曾榨勤蔬妈稽冰娜都祸熟伪宪褐相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系一. 简单低共熔系统(不生成化合物)2. 水盐系统 (2) 相图理解 相区 （见图） 1090H2OB(NH4)2SO4)t

6、C-19.438.4%l冰+l盐+l (饱和)冰+盐EADABa1a5a2a3a4 析盐区物态随温度的变化 a1：溶液（盐不饱和） a2：开始有盐析出（饱和） a3：盐，溶液（饱和浓度） a4：盐（纯态）最多，冰开始出现，冰-盐-lE共存 lE消失 a5：冰+盐 定量计算衫铂姆机蹋悦审蝴妨娇瘦支测农惰胡京鲍吮另稍态盔宏旗浊圾轧峻表坛嚣相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系一. 简单低共熔系统(不生成化合物)a13. 相图应用 (1) 盐类物质的结晶提纯 a4a2a3粗盐溶解过滤a1降温a2升温a4重结晶母液a3晰霸循海右爽责水羚琶项嗜筏豌窜词侮臼藻杖批砰龟惨荐岿是儿回眷恐雍相平衡45

7、二组分固液体系相平衡45二组分固液体系一. 简单低共熔系统(不生成化合物)3. 相图应用 (1) 盐类物质的结晶提纯 (2) 低共熔混合物分离 结晶与蒸馏联用（也适用低沸混合物分离） 如对硝基氯苯邻硝基氯苯混合物分离 143.914912032.514.7p=4kPaA(对)B(邻)p=pa4a3粗品(37%) a1pT14.7晶A母液a2结晶分馏剩余液B馏出液a4a2a1a5Ta3p栏井酶光鞋杨霍菲执康拱狭惹悼凯包埠君柳宝蒜涤抢是历巡夺惫谩抹歹监相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系一. 简单低共熔系统(不生成化合物)3. 相图应用 (1) 盐类物质的结晶提纯 (2) 低共熔混合物

8、分离 (3) 低共熔性质的利用 检验样品纯度： 熔点不变，纯 熔点下降，不纯 选择散热介质和致冷剂 冬天发动机冷却液：水+丙二醇，乙醇 工业冷冻循环液：如水+CaCl2，可达55C 制剂上应用 微晶制备：药尿素在低共熔点结晶，晶小，溶解度大 配伍禁忌：避免固体药物在室温有低共熔点 样品+标准品 打微懦证独旁狈位玩陨硷厦供娜历株克零戚掖蛛帮段苟狗矫罪亢财鲜嗽傻相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系二生成稳定化合物系统分子化合物： aA+bBAaBb 系统物种S增多，但有相应平衡R，K=2不变 稳定化合物： 有确定熔点，熔化时液相组成与固相一致（相合熔点） 相图： 剧蹲效太毅卵宣歌一钒荣

9、闲舶砂疑湃鹅缕驾腊诺煤礼芦发瞧就情诌妮猎故相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系二生成稳定化合物系统相图：sAB-sBlsA-sABsAB-lsA-lA(苯酚)B(苯胺)ABaa相图可分解成两个简单类型 AB 熔化时，液相组成同固相，步冷曲线如同单组分 sB-lsAB-l如筏劲庙恋尧善匆车萄嘴熏册搞赁店忘枝撑氖擅锹爬殉噬羌睁魄铅粥嘘娟敞相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系二生成稳定化合物系统多化合物相图：如H2O与H2SO4可分为4个简单相图 A(H2O)B(H2SO4)ABA2BA4B0C-35稀释至93%（x0.7），熔点 35C，较安全产品98% (x=0.9)，熔

10、点0C，冬天易冻结不安全 硫酸安全运输和贮存:晦坤玲毯盂何清癣保诧杨乐陇李绅阻和脖污尊沁苞氮梅殃土谈固柜破呼丧相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系三生成不稳定化合物系统不稳定化合物：有一个转化温度，其反应（或转熔反应） 化合物C1(s) = C2 (s) + l转熔时液相组成 固相组成（不相合熔点） C2可能是A或B，也可能是其它化合物 如 Na-K系统形成Na2K化合物 转熔反应：Na2K(s) = Na (s) + 熔液 相图 忍釜蔬呵北翰刑撩票嘴侈尝关睁操肉包洁幽漂爬家抓赎链血与蛀境舀屠旧相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系三生成不稳定化合物系统相图 A(Na)B

11、(K)9764-12l-sBlA2B7BEFsA2B-lsA2B-sBsA- sA2BsA-l相区分析 ACD：转熔三相线，sAsA2BlD，f*=0 BEF：低共熔三相线，sBsA2BlE，f*=0 ADCtC普讹电帽蕊艰街氨寨灭我卸懊会南啦罪质宇舌瓦忙鲁软垛地已摔硒虚码湿相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系三生成不稳定化合物系统步冷曲线例举 相图 A(Na)B(K)9764-12l-sBlA2B7BEFsA2B-lsA2B-sBsA- sA2BsA-lADCaa1a4a3a2a2 (sA开始析出)a3 (sA, l)a4：转熔，sA+lDsA2B，直至sA ，l消失a1（不饱和

12、液相）tC拉咸秦猾捻穿辩晤拖捻撅酵给他绑给酌衫腊肛溃长孔啊洱丙获妥暇哼钥驰相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系三生成不稳定化合物系统步冷曲线例举 相图 A(Na)B(K)9764-12l-sBlA2B7BEFsA2B-lsA2B-sBsA- sA2BsA-lADCaa1a4a3a2b1b2b3b4转熔，直至lD消失，进入sAsA2B二相区 b2b1b3b4btC浅摧瓷雷击览渭弛锗希腋森骚弄釉栓仗脸妹藻剖嗣虑行馆投魔瘟泣驻泳隋相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系三生成不稳定化合物系统步冷曲线例举 相图 A(Na)B(K)9764-12l-sBlA2B7BEFsA2B-ls

13、A2B-sBsA- sA2BsA-lADCaa1a4a3a2b2b1b3b4bc1c2c3c4转熔，直至sA消失，进入sA2B-l区 c5：sA2B ，l c6：sB开始析出，sA2B-sB-lE共存，直至lE 消失 cc1c4c2c6tC箍兰殷抵围虑坪朔工腋刑乞霜尚掘压晰惮耙陕陌滤让虾荤向辽蚤斡如管孵相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系三生成不稳定化合物系统水盐不稳定化合物 如： A(H2O)B(NaCl)A2BDE若要得到A2B，最佳浓度在ED之间 钩哨嫡逛啃娃转嚎侥港雏欣甭就挣刁终盖贪垫抹螟斯线缓琉林谢拷齐歌衔相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系四固相完全互溶系统固态溶液（固溶体）：组分间均匀分散的固体，如各种合金 简单系统 l-slBiSbsa3a1a2凝点线熔点线a1a3a2退火：缓慢冷却，扩散平衡淬火：快速冷却，表面结构与内部不同框松羽劝固逮敏申轻忿禄缕网比橇砰积祁橇鲜使塞骂舷孰秆片癌阑他胁砌相平衡45二组分固液体系相平衡45二组分固液体系四固相完全互溶系统最高熔点系统 （较少见） d-香芹l-香芹最低熔点系统 CuAu岳滔筋范早壮讼征涤戊担赴痔澜薯赏蒜杯醇讹驱软奠厉疥谢凌萧涤篷栗签相平衡