【正文】 統(tǒng)相圖的分析 ........................................................................ 7 簡單低共熔系統(tǒng)相圖的應用 ........................................................................ 9 有固態(tài)化合物生成的固液系統(tǒng) ............................................................................ 10 生成穩(wěn)定化合物系統(tǒng)的相圖分析 ............................................................... 10 生成不穩(wěn)定化合物系統(tǒng)的相圖分析 ........................................................... 10 有固溶體生成的固液系統(tǒng)相圖的分析 .........................................................11 有固溶體生成的固液系統(tǒng)相圖的應用 .........................................................11 結 語 ........................................................................................................................... 13 參考文獻 ........................................................................................................................ 14 致 謝 ........................................................................................................................... 16 1 引 言 用幾何圖形來表示多相平衡體系中有哪些相、各相的成分如何、不同的相的相對量是多少 ,以及它們隨濃度、溫度、壓力等變量變化的關系圖叫相圖。二組分 系統(tǒng)的 相圖已經得到廣泛的研究和應用 ,主要應用在冶金、化工等部門 。 相圖是從實踐中總結出來的，但它反過來又可指導生產實踐。 在化工、冶金等工業(yè)領域有著廣泛的用途。在普通物理化學教材中，對相圖只重點介紹了看圖的知識，對它 的應用討論較少，本文則著重介紹一些典型相圖的分析和實際應用。 1 二組分 液 液系統(tǒng) 相圖的分析 和運用 完全互溶的雙液系統(tǒng) 完全互溶雙液系統(tǒng)相圖的分析 兩個組分能以任意比例互溶成均勻的一個液相，形成理想的液態(tài)混合物，這樣的體系叫做完全互溶的雙液體系。 對于這類體系，我們所有研究的問題一般是分離，提純，精餾等，這樣在所研究的范圍內就只會出現(xiàn)氣相和液 相，所以，又可以叫做二組分氣液體系。根據(jù)兩個組分在結構和性質上是否存在差異，又分為理想二組分和非理想二組分體系的相圖。 Instead of plotting plete phase diagrams, we shall usually consider only one portion of the phase diagram at a time .This section deals with the liquidvapor part of the phase diagram of a twoponent system, which is important in laboratory and industrial separations liquids by distillation.⒃ 本文在這里介紹 溫度、壓力、組成三者之間關系的推導方法 ,且僅局限于理想的完全互溶雙液系 （ 1）蒸氣壓 組成圖（ PX 圖） 當 T 一定時，設由組分 A 和 B 形成理想液態(tài)混合物并達到平衡。 它們的摩爾分數(shù)分別為 XA,， XB，由實驗測得混合物的飽和蒸氣壓為 P，以組成為橫坐標，繪出 PX 圖如圖一所示。 由圖可知，上邊的線是理想液態(tài)混合物的總蒸氣壓P 隨液相組成 XB變化的曲線，叫做液相線。對理想液態(tài)混合物中，它是一條直線，線上任意一點的組成表示與 2 氣相呈平衡的液相的組成，線上任意一點的壓力表示與氣相呈平衡的液相受的壓力。下面的曲線是理想液態(tài)混合物的總蒸氣壓隨氣相組成 YB變化的曲線，叫氣相線。線上的任意一點表示與液相平衡 的氣相組成，線上任意一點的壓力表示與液相平衡的氣相的壓力。 根據(jù)道爾頓 分壓定律有 ① P=PA+PB ① 式子中的 PA， PB分別為 A、 B 兩種氣體的分壓 由于溶液為理想溶液組分 A 與 B 符合拉烏爾定律 ， 因而有 PA=PA* XA, ② PB=PB* XB ③ 式子中的 PA* PB*代表的是在溫度為 T 時純組分 A 與 B 的飽和蒸氣壓，代入 ①式得 P=PA* XA+PB* XB =PA*+(PB*_PA*) XB 這說明系統(tǒng) 的蒸氣壓 P 與 XB也是直線的關系。 如右圖 ② 液相線以上的面叫做液相區(qū)，用“ l”來表示。當系統(tǒng)的壓力與組成處于 該頁面上時，其壓力大于對應的蒸氣壓，應全部凝結為液體，氣相不可能穩(wěn)定存在。 氣相線以下的面叫做氣相區(qū)，用“ g”來表示。當系統(tǒng)的組成與壓力處于氣相區(qū)時，其壓力小于對應的蒸氣壓，則會全部氣化，液相不可能存在。 液相線與氣相線之間的面叫做氣 — 液平衡共存區(qū)。用“ lg” 表示。 （ 2）沸點 組成圖（ TX 圖） 當 P 一定時，由如 右 圖 TX 圖。 右 圖 中的 TA， TB分別為純 A 和純 B 的沸點，由圖可以看出，溶液的沸點在兩個純組分的沸間之間。 如圖，下面一條線表示沸點隨液相組成的變化。某一定組成的液態(tài)混 合物加熱達到線上溫度就可起泡而沸騰。因而液相線有稱泡點線，液相線上的點又稱為泡點。上面的一條線表示混合物的沸點與氣相組成的關系。又稱為露點線。 一定組成的氣體冷卻達到線上溫度時即開始凝結，就像產生露水一樣。 屬于這種類型的體系有苯一甲苯，甲醇一乙醇，正庚烷一正已烷，三城甲烷一四抓甲烷 ，異丙醇 環(huán)己烷 ③ 當揮發(fā)性的兩個組分對拉烏爾定律發(fā)生一定偏差，它們的混合物就形成非理想液體混合物。由于蒸氣壓與液相組成間不呈現(xiàn)性關系， 因此 PX 圖中的液相線不是直線。根據(jù)偏差的性質和程度的不同，一般可 分為三種類型。 ① 各組分對拉烏爾定律的偏差不大（正偏差或負偏差）這類相圖可以看出蒸氣壓線會偏離直線，沸點線則顯著下移。 屬于這類體系的有四氯化碳 苯，三氯甲烷 乙醚等。 3 ② 各組分對拉烏爾定律出現(xiàn)較大正偏差，混合物的總蒸氣壓 曲線上出現(xiàn)最高點。屬于這類體系的有水 乙醇，苯 環(huán)己烷等。 相應的其相圖變成如下 ④ ： ③ 各組分對拉烏爾定律出現(xiàn)較大負偏差，混合物的總蒸氣壓曲線上出現(xiàn)最低點，屬于這類體系的有 水 鹽酸，水 硝酸等。其相圖如下： 由上圖可知，在最大正偏差的系統(tǒng)中，在沸點組成圖中出現(xiàn)一個最低點，其相應的溫度叫最低恒沸點。在最低恒沸點處 ，氣相線與液相線相切，兩相的組成相等。這是個恒沸組成狀態(tài)。而在有最大負偏差的系統(tǒng)中，出現(xiàn)一個最高點，其相應溫度叫最高恒沸點。這兩類相圖都可看