相平衡45二组分固液体系.ppt

1、第五节 二组分固液系统,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,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

2、化,相图绘制：,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,32,82,58,14.7,22,一. 简单低共熔系统(不生成化合物),(2) 相图理解, 2 sAl1, 2 sBl 1,B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,一. 简单低共熔系统(不生成化合物),(2) 相图理解,升温时物态变化：,a1：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

3、熔化,a5：液单相（不饱和）,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,一. 简单低共熔系统(不生成化合物),(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,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）,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，,

4、冰开始出现，冰-盐-lE共存,lE消失,a5：冰+盐,定量计算,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,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,粗品(37%) a1,一. 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,(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

5、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,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：,二生成稳定化合物系统,相图：,sAB-sB,l,sA-sAB,sAB-l,sA-l,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-l,sAB-l,如,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,-35,稀释至93%（x0.7

6、），熔点 35C，较安全,产品98% (x=0.9)，熔点0C，冬天易冻结不安全,硫酸安全运输和贮存:,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,三生成不稳定化合物系统,相图,l-sB,l,sA2B-l,sA2B-sB,sA- sA2B,sA-l,相区分析,ACD：转熔三相线，sAsA2BlD，f*=0,BEF：低共熔三相线，sBsA2BlE，f

7、*=0,tC,三生成不稳定化合物系统,步冷曲线例举,a2 (sA开始析出),a3 (sA, l),a4：转熔，sA+lDsA2B，,直至sA ，l消失,a1（不饱和液相）,tC,三生成不稳定化合物系统,b1b2b3b4转熔，直至lD消失，进入sAsA2B二相区,tC,三生成不稳定化合物系统,c1c2c3c4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,tC,三生成不稳定化合物系统,水盐不稳定化合物 如：,若要得到A2B，最佳浓度在ED之间,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-s,l,s,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,