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2024-10-13 16:16本頁面
【正文】 混合物的相圖 2022年 10月 24日 T A B xB X0 yB a o b 物系點 ：代表體系總組 成的點 (o)。屬于這類體系的有： )()( sF e C lsC u C l ? K C lC u C l ?等 2022年 10月 24日 2022年 10月 24日 特點 :①化合物在其熔點之下不分解 ②化合物熔化時 ,液相組成與化合物相同 具有相合熔點 (congruent melting point) 的化合物 2022年 10月 24日 2022年 10月 24日 CaF2例如： N aCl (s)OH 2)s(CaClOH 22KCl (s)OH 2水鹽體系 低共熔溫度 252 K 218 K K K Cl (s)NHOH 42 在冬天，為防止路面結(jié)冰，撒上鹽，實際用的就是冰點下降原理。應(yīng)指出，組成為正的溶液所析出的最低共熔混合物是由微小的兩種固體的晶體所構(gòu)成的機械混合物，它不是固溶體，所以不是單相，而是兩相。在正點所析出的固體稱為“最低共熔混合物”。上述方法稱為溶解度法。 2022年 10月 24日 Phase equilibria of twoponent systems 2022年 10月 24日 二組分鹽水體系 ? 對水 鹽系統(tǒng)，鹽在水中有一定的溶解度，因此可先固定溫度，改變組成觀察相態(tài)和測定溶解度的變化數(shù)據(jù)；然后改變溫度，測定相態(tài)和溶解度與組成的關(guān)系。 (b) 若橫坐標為摩爾分數(shù)，則所求為兩相的物 質(zhì)的量 (n)。根據(jù)杠桿規(guī)則和相圖組成坐標的單位，可計算平衡兩相物質(zhì)的質(zhì)量或物質(zhì)的量的相對值。設(shè)整個體系的組成為 GH上的 F點。 應(yīng)用 :①配置冷卻液 ② 指導(dǎo)結(jié)晶工藝 2022年 10月 24日 ? 杠桿原理 ? 在相圖中將聯(lián)結(jié)兩個平衡相的線，稱為聯(lián)結(jié)線、如圖 532中的 GH線就是一條聯(lián)結(jié)線，通過聯(lián)結(jié)線不但可以知道平衡二相的組成而且，還可以知道平衡二相的數(shù)量比 (摩爾比或質(zhì)量比 )。因而自由度為＝ 0，溫度不能改變，所以在 b點出現(xiàn) —平階。 2022年 10月 24日 ? 曲線 5和 6為分別含 Cd 28%、 62％ 與 83％的步冷曲線，冷卻情況與第 2條曲線相似、但后兩者當(dāng)熔融液下降到轉(zhuǎn)折溫度時先對 Cd飽和，所以先結(jié)晶的固態(tài)物質(zhì)為 Cd。直到所有的熔融液全部變成固體。這時如果體系散失熱，固態(tài) Bi與固態(tài) Cd成為固態(tài)低熔混合物而同時結(jié)晶出來成為三相平衡體系。由于在這階段，體系放出 Bi的凝固熱，所以在這階段的冷卻速度較慢，故bc曲線的斜率較 ab為小。在 b點，熔融液中的 Bi已經(jīng)達到飽和，在這時便開始結(jié)晶出固態(tài) Bi， 成為晶態(tài) Bi與熔融液的二相平衡。曲線 7的情況分析類似（熔融液溫度為 544K， 為純 Bi的熔點） 2022年 10月 24日 ? 第 2條曲線為 10%Cd混合物的步冷曲線。當(dāng)體系不斷散失熱時，體系不斷析出晶態(tài) Bi直到全部固化。對于第①條曲線： ab段為熔融物的冷卻階段。據(jù)此在 Tx圖上標出對應(yīng)的位置，得到低共熔 Tx圖。 兩種物質(zhì)之間不發(fā)生任何反應(yīng) . 2022年 10月 24日 2022年 10月 24日 Bi Cd 體系的步冷曲線 Bi 20%Cd 40%Cd 70%Cd Cd t/oC Bi Cd wB% 20 40 70 L Bi(s)+L Cd(s)+L Bi(s)+Cd(s) 2022年 10月 24日 步冷曲線 :在冷卻過程中樣品溫度隨時間的變化 曲線 當(dāng)體系有新相凝聚，放出相變熱，步冷曲線的斜率改變。 PPCf ?????? 31條件自由度 : 2022年 10月 24日 由于壓力對固液平衡影響很小 ,所以一般固 液 平衡相圖只作 T x 圖 . 1. 具有簡單低共溶混合物的相圖 特點 : 液態(tài)時完全互溶 。如果將液態(tài)硫迅速冷 BGC區(qū)則仍為液態(tài)硫，但若使液態(tài)硫在該溫度下久置出能轉(zhuǎn)變成單斜硫。圖中具有四個三相點、實線是穩(wěn)定平衡態(tài)，虛線為介穩(wěn)平衡態(tài)。 2022年 10月 24日 ? 如果把斜方硫迅速加熱或者將液態(tài)硫迅速冷卻便可能出現(xiàn)如 523中所示的斜方硫與液態(tài)緩慢間的平衡狀態(tài)。 2022年 10月 24日 Phase Equilibria of oneponentsystems ? 高壓下有六種不同晶態(tài)的冰 2022年 10月 24日 硫的相圖 硫存在四種相：單斜硫 (M)、 斜防方硫 (R)， 液態(tài)硫 (j)與硫蒸氣 (g)。當(dāng)大氣壓力為 101325Pa時，冰點溫度為 ，改變外壓，冰點也隨之改變。 TC線 VTHTpfu smfu sdd???斜率為負。 2022年 10月 24日 水的相圖 TB線 2mv a pdlndRTHTp ?? 0mv a p ?? H 斜率為正。 2022年 10月 24日 水的相圖 O點 是三相點（ triple point），氣 液 固三相共存，三相點的溫度和壓力皆由體系自定。 TD 是 TB的延長線，是過冷水和水蒸氣的介穩(wěn)平衡線。 2022年 10月 24日 Phase Equilibria of one ponentsystems AT 是氣 固兩相平衡線，即冰的升華曲線，理論上可延長至 0 K附近。這時氣 液界面消失。 1,2 ?? fPTB 是氣 液兩相平衡線，即水的蒸氣壓曲線。 2022年 10月 24日 Phase Rule 確定下列體系的自由度數(shù) Ag(s) Ag2O(s) O2(g) O2(g) O2(g) N2(g) Ar(g) O2(g) N2(g) Ar(g) 上述半透膜都只允許 O2(g)通過 2022年 10月 24日 單組分體系相圖 相律的一般形式 nPCf ???n: 除濃度變量外 ,能影響系統(tǒng)平衡狀態(tài)的其它 強度變量的數(shù)目 2022年 10月 24日 單組分體系相圖 （ Phase Equilibria of oneponent Systems) C=1, f = 1P+2 =3P p), (T 2m a x ?f 3m a x ?P當(dāng) P=1 單相 雙變量體系 f=2 兩相平衡 單變量體系 P=2 f=1 三相共存 無變量體系 P=3 f=0 2022年 10月 24日 水的相圖 三個單相區(qū) 在氣、液、固三個單相區(qū)內(nèi)， ，溫度和壓力獨立地有限度地變化不會引起相的改變 。 固體物質(zhì)不形成固溶體時一個固體一個相 ,形成固溶體時與液相類似。通常是反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物符合一定比例（僅對同相有效，通常指氣相，固相一般不考慮）或者人為指定而引起的 個數(shù) 2022年 10月 24日 ?關(guān)于相態(tài)數(shù) P的計算 : 氣相不管有多少物質(zhì) ,一般只有一個相 。 2022年 10月 24日 應(yīng)用 ? 在組分數(shù)的計算式 C=S－ R－ R39。中， R是指獨立存在的化學(xué)平衡數(shù)，若其中一個反應(yīng)可由其它反應(yīng)組合得到，則不是獨立的。相律是相圖的理論基礎(chǔ)，可利用它來分析和解釋具體問題。相律是各種相平衡體系都必須遵守的規(guī)律。 ????? PRRSDefine: 39。 2022年 10月 24日 Phase Rule 若在各
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