【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2020/10/5 練習(xí)題 25℃ 時(shí)， A–B二組分氣液平衡的壓力一組成圖。 若 1molA與 1molB混合，在壓力等于 20kPa時(shí)，系統(tǒng)是幾相平衡？ 平衡各相的組成如何？各項(xiàng)物 質(zhì)的量為多少？求平衡液相混 合物中 A和 B的活度因子（分別 以純液體 A和 B為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)） **BA3 0 . 2 , 5 . 9p k P a p k P a???上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 練習(xí)題 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 練習(xí)題 系統(tǒng)的總組成為B 0 . 5x ? 如圖所示，當(dāng) 壓力等于 20kPa 時(shí)，系統(tǒng)是 2 相平衡 ，此時(shí) 液相組成B ( ) 0 . 4xl ?，氣相組成B ( ) 0 . 7 6yg ? 0 . 5 0 . 4。20 . 7 6 0 . 5ggllnn n m o ln?? ? ??解得：0 . 5 6 , 1 . 4 4gln m o l n m o l?? ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 練習(xí)題 以純液體為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，即應(yīng)用拉烏爾定律計(jì)算混合物中 A和 B 的活度 *2 0 ( 1 . 0 0 . 7 6 )1 . 3 55 . 9 ( 1 . 0 0 . 4 )AAAApy k P afk P apx??? ? ??? *2 0 0 . 7 61 . 2 63 0 . 2 0 . 4BBBBpy k P afk P apx?? ? ?? ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 蒸餾（或精餾）原理 簡(jiǎn)單蒸餾 簡(jiǎn)單蒸餾只能把雙液系中的 A和 B粗略分開(kāi)。 在 A和 B的 Tx圖上，純 A的沸點(diǎn)高于純 B的沸點(diǎn)，說(shuō)明蒸餾時(shí) 氣相中 B組分的含量較高 ，液相中 A組分的含量較高。 一次簡(jiǎn)單蒸餾，餾出物中B含量會(huì)顯著增加，剩余液體中 A組分會(huì)增多。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 蒸餾（或精餾）原理 如有一組成為 x1的 A， B二組分溶液，加熱到 T1時(shí)開(kāi)始沸騰，與之平衡的氣相組為 y1， 顯然含 B量顯著增加。 接收 間的餾出物，組成在 y1與 y2之間，剩余液組成為 x2， A含量增加。這樣，將 A與 B粗略分開(kāi)。 21 TT ? 將組成為 y1的蒸氣冷凝，液相中含 B量下降，組成沿OA線上升，沸點(diǎn)也升至 T2，這時(shí)對(duì)應(yīng)的氣相組成為 y2。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 蒸餾（或精餾）原理 精餾 精餾是多次簡(jiǎn)單蒸餾的組合。 精餾塔有多種類型，如圖所示是泡罩式塔板狀精餾塔的示意圖。 精餾塔 底部是加熱區(qū) ，溫度最高； 塔頂溫度最低 。 精餾結(jié)果，塔頂冷凝收集的是純低沸點(diǎn)組分，純高沸點(diǎn)組分則留在塔底。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 蒸餾（或精餾）原理 用 A、 B二組分 Tx圖表述精餾過(guò)程。 取組成為 x的混合物從精餾塔的半高處加入 ，這時(shí)溫度為 T4，物系點(diǎn)為 O， 對(duì)應(yīng)的液、氣相組成分別為 x4和 y4 。 組成為 y4的氣相在塔中上升，溫度降為 T3，有部分組成為 x3的液體凝聚，氣相組成為 y3，含 B的量增多。 組成為 y3的氣體在塔中繼續(xù)上升，溫度降為 T2，如此繼續(xù)，到塔頂，溫度為純 B的沸點(diǎn)，蒸氣冷凝物幾乎是純 B。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 蒸餾（或精餾）原理 組成為 的液相在塔板冷凝后滴下，溫度上升為 。又有部分液體氣化，氣相組成為 ，剩余的組成為 的液體再流到下一層塔板，溫度繼續(xù)升高。如此繼續(xù)，在塔底幾乎得到的是純 A， 這時(shí)溫度為 A的沸點(diǎn)。 4x5T5y5x 精餾塔中的必須塔板數(shù)可以從理論計(jì)算得到。每一個(gè)塔板上都經(jīng)歷了一個(gè)熱交換過(guò)程：蒸氣中的高沸點(diǎn)物在塔板上凝聚，放出凝聚熱后流到下一層塔板，液體中的低沸點(diǎn)物得到熱量后升入上一層塔板。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 非理想的完全互溶雙液系 (1)對(duì)拉烏爾定律發(fā)生偏差 由于某一組分本身發(fā)生分子締合或 A、 B組分混合時(shí)有相互作用，使體積改變或相互作用力改變，都會(huì)造成某一組分對(duì)拉烏爾定律發(fā)生偏差，這偏差可正可負(fù)。 如圖所示，是對(duì)拉烏爾定律發(fā)生正偏差的情況，虛線為理論值，實(shí)線為實(shí)驗(yàn)值。真實(shí)的蒸氣壓大于理論計(jì)算值。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 非理想的完全互溶雙液系 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 非理想的完全互溶雙液系 如果把它對(duì)應(yīng)的氣相組成線也畫出來(lái)，分別得到對(duì)應(yīng)的 px(y)圖和 Tx(y)圖，這時(shí)液相線已不再是直線。 發(fā)生負(fù)偏差的情況與之類似，只是真實(shí)的蒸氣壓小于理論計(jì)算值，液相線也不是直線。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 非理想的完全互溶雙液系 (2)正偏差在 px圖上有最高點(diǎn) 由于 A， B二組分對(duì)拉烏爾定律的正偏差很大，在 px圖上形成最高點(diǎn)，如左圖。 在 px圖上有最高點(diǎn)者，在 Tx圖上就有最低點(diǎn)，這最低點(diǎn)稱為最低恒沸點(diǎn)（ minimum azeotropic point） 計(jì)算出對(duì)應(yīng)的氣相的組成，分別畫出 px(y)和 Tx(y)圖，如 (b)， (c)所示。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 非理想的完全互溶雙液系 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 非理想的完全互溶雙液系 最低恒沸混合物 在 Tx（ y） 圖上，處在最低恒沸點(diǎn)時(shí)的混合物稱為 最低恒沸混合物 （ Lowboiling azeotrope）。 它 是混合物而不是化合物 ，它的組成在定壓下有定值。改變壓力，最低恒沸點(diǎn)的溫度也改變，它的組成也隨之改變。 屬于此類的體系有： 等。在標(biāo)準(zhǔn)壓力下， 的最低恒沸點(diǎn)溫度為 ， 含乙醇 ? 。 2 2 5 3 6 6H O C H O H , CH O H C H ,OHHCOH 5226652 HCOHHC?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 非理想的完全互溶雙液系 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 非理想的完全互溶雙液系 具有最低恒沸點(diǎn)的相圖可以看作 由兩個(gè)簡(jiǎn)單的 Tx（ y）圖的組合 。在組成處于恒沸點(diǎn)之左，精餾結(jié)果只能得到純 B和恒沸混合物。組成處于恒沸點(diǎn)之右，精餾結(jié)果只能得到恒沸混合物和純 A 。 對(duì)于 體系，若乙醇的含量小于?，無(wú)論如何精餾，都得不到無(wú)水乙醇。只有加入 ，分子篩等吸水劑，使乙醇含量超過(guò) ?，再精餾可得無(wú)水乙醇。 OHHCOH 5222CaCl?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 非理想的完全互溶雙液系 （ 3） 負(fù)偏差在 px圖上有最低點(diǎn) 由于 A， B二組分對(duì)拉烏爾定律的負(fù)偏差很大，在 px圖上形成最低點(diǎn)，如圖 (a)所示。 在 px圖上有最低點(diǎn)，在 Tx圖上就有最高點(diǎn)，這最高點(diǎn)稱為 最高恒沸點(diǎn) （ maximum azeotropic point） 計(jì)算出對(duì)應(yīng)的氣相組成，分別畫出 px(y)圖和 Tx(y)圖。如圖(b)， (c)所示。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 非理想的完全互溶雙液系 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 非理想的完全互溶雙液系 最高恒沸點(diǎn)混合物 在 Tx(y)圖上，處在最高恒沸點(diǎn)時(shí)的混合物稱為 最高恒沸混合物 （ highboiling azeotrope）。 它 是混合物而不是化合物 ，它的組成在定壓下有定值。改變壓力，最高恒沸點(diǎn)的溫度會(huì)改變，其組成也隨之改變。 屬于此類的體系有： 等。在標(biāo)準(zhǔn)壓力下， 的最高恒沸點(diǎn)溫度為 K， 含HCl ?， 分析上常用來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)溶液。 H C lOH,H N OOH 232H C lOH 2?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 非理想的完全互溶雙液系 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 物理化學(xué)電子教案 — 第四章 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 第四章 界面現(xiàn)象 ? 表面吉布斯自由能和表面張力 ? 彎曲表面下的附加壓力和蒸氣壓 ? 液體界面的性質(zhì) ? 液 固界面現(xiàn)象 ? 表面活性劑及其作用 ? 固體表面的吸附 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 表面吉布斯自由能和表面張力 ?表面和界面 ?界面現(xiàn)象的本質(zhì) ?比表面 ?分散度與比表面 ?表面功 ?表面自由能 ?表面張力 ?界面張力與溫度的關(guān)系 ?影響表面張力的因素 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 表面和界面 (surface and interface) 界面是指兩相接觸的約 幾個(gè)分子厚度的過(guò)渡區(qū) ，若其中一相為氣體，這種界面通常稱為表面。 常見(jiàn)的界面有：氣 液界面，氣 固界面，液 液界面，液 固界面，固 固界面。 嚴(yán)格講表面應(yīng)是液體和固體與其飽和蒸氣之間的界面，但習(xí)慣上把液體或固體與空氣的界面稱為液體或固體的表面。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 表面和界面 (surface and interface) 常見(jiàn)的界面有： 液界面 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 表面和界面 (surface and interface) 固界面 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 表面和界面 (surface and interface) 液界面 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 表面和界面 (surface and interface) 固界面 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 表面和界面 (surface and interface) 固界面 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 界面現(xiàn)象的本質(zhì) 對(duì)于單組分體系，這種特性主要來(lái)自于同一物質(zhì)在不同相中的 密度不同 ；對(duì)于多組分體系，則特性來(lái)自于界面層的組成與任一相的組成均不相同。 表面層分子與內(nèi)部分子相比，它們所處的環(huán)境不同。 體相內(nèi)部分子所受四周鄰近相同分子的作用力是 對(duì)稱的 ，各個(gè)方向的力彼此抵銷； 但是處在界面層的分子，一方面受到體相內(nèi)相同物質(zhì)分子的作用，另一方面受到性質(zhì)不同的另一相中物質(zhì)分子的作用，其 作用力未必能相互抵銷 ，因此，界面層會(huì)顯示出一些獨(dú)特的性質(zhì)。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 界面現(xiàn)象的本質(zhì) 最簡(jiǎn)單的例子是液體及其蒸氣組成的表面。 液體內(nèi)部分子所受的力可以彼此抵銷，但表面分子受到體相分子的拉力大，受到氣相分子的拉力?。ㄒ?yàn)闅庀嗝芏鹊停?所以表面分子受到被拉入體相的作用力。 這種作用力使表面有自動(dòng)收縮到最小的趨勢(shì)，并使表面層顯示出一些獨(dú)特性質(zhì)， 如表面張力、表面吸附、毛細(xì)現(xiàn)象、過(guò)飽和狀態(tài)等。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 界面現(xiàn)象的本質(zhì) ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 比表面（ specific surface area） 比表面通常用來(lái)表示物質(zhì)分散的程度，有兩種常用的表示方法：一種是單位質(zhì)量的固體所具有的表面積；另一種是單位體積固體所具有的表面積。即： 00/ /S A m S A V?? 或式中， m和 V分別為固體的質(zhì)