【正文】 性質(zhì)對(duì)某些有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行蒸餾提純。 這就使得熱穩(wěn)定性較差的有機(jī)物質(zhì)在沸騰前發(fā)生分解，因此不能采用常壓下蒸餾的方法進(jìn)行提純。如減壓蒸餾，和水蒸氣蒸餾。此時(shí)，水和有機(jī)物同時(shí)蒸出，由于二者不互溶，經(jīng)過冷凝靜置后分離出有機(jī)層。此類成分的沸點(diǎn)多在 100℃ 以上，與水不相混溶或僅微溶，并在 100℃ 左右有一定的 蒸氣壓 。例如中草藥中的揮發(fā)油，某些 小分子 生物堿一 麻黃堿 、蕭堿、檳榔堿，以及某些小分子的酚性物質(zhì)。有些揮發(fā)性成分在水中的溶解度稍大些，常將蒸餾液重新蒸餾，在最先蒸餾出的部分，分出揮發(fā)油層，或在蒸餾液水層經(jīng) 鹽析 法并用低沸點(diǎn)溶劑將成分提取出來。 水蒸氣蒸餾法需要將原料加熱 ,不適用于化學(xué)性 質(zhì)不穩(wěn)定組分的提取。對(duì)于這類體系，蒸氣壓比較小，如果外壓固定為 100kpa，蒸氣相就不存在了。 （ 1）水 鹽體系的溶解度法。水鹽體系的相圖又叫溶解度圖。當(dāng)鹽在水中的溶解度比較大時(shí)，則在溶液冷卻的過程中析出的固體不是冰而是鹽，這是的溶液稱為鹽的飽和溶液，鹽在 100 克水中溶解的質(zhì)量稱為溶解度。當(dāng)原溶液組成在 E 的左邊時(shí)，冷卻時(shí)首先析出的是冰。從 ME 線與 EN線的斜率可以看出，水的冰點(diǎn)隨硫酸銨的濃度增大而下降。 E 點(diǎn)是 ME 和 EN的交點(diǎn)，在該點(diǎn)三相平衡共存，這三相是：固態(tài)冰，固態(tài)硫酸銨以及溶液。 低共熔點(diǎn) ， 即相圖上的一點(diǎn) 。 研究對(duì)象主要是 PbBi， BiCd 合金體系。嘗試以 SnBi 合金為研究對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探索研究 ， 取得了一定的實(shí)驗(yàn)探索成果 ⑾ 按一定比例配成一兩組分體系 ， 將體系加熱到熔點(diǎn)以上成為液態(tài) ， 然后使其逐漸冷卻 ， 每隔一定時(shí)間記錄一次溫度 ， 以體系的溫度對(duì)時(shí)間的關(guān)系曲線稱為冷卻曲線或步冷曲線。 當(dāng)熔融體系在均勻冷卻過程中無相的變化時(shí) ， 其溫度將連續(xù)均勻下降 ， 得到一條平滑的冷卻曲線 ， 如果在冷卻過程中發(fā)生相變 ， 則因放出相變熱 ， 使熱損失有所抵償 ， 冷卻曲線就會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折或水 平線段 ， 轉(zhuǎn)折點(diǎn)或平臺(tái)所對(duì)應(yīng)的溫度 ， 即為該組成合金的相變溫度。把相應(yīng)于固體開始析出的點(diǎn)連接起來，得到兩條曲線，如圖 T1E 和 T2E，把相應(yīng)于溶液消失的點(diǎn)連起來，可得到一條水平線，如下列相圖。二組分合金體系的最低共熔點(diǎn)即兩組分混合物在一定壓力下的最低固相 析出溫度。其中， a 線是純 Bi 的步冷情況， b 線是含 9 Cd,Bi 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 和 的二元系統(tǒng)的步冷曲線。在該點(diǎn)析出的混合物稱為低共熔混合物。有相圖可知，單憑降溫時(shí)得不到純的硫酸銨晶體的，因?yàn)榻禍貢r(shí)首先析出的固體是冰。但若先將百分之三十的鹽溶液等溫蒸發(fā)，使?jié)舛?超過百分之三十八點(diǎn)四，然后再降溫，便可得到純的硫酸銨 晶體。測(cè)定樣品的熔點(diǎn)來大致判斷其純度是 常用的方法。測(cè)得樣品的熔點(diǎn)如果與標(biāo)準(zhǔn)式樣相同，為了進(jìn)一 步證實(shí)二者是同一物質(zhì)可將樣品與標(biāo)樣混合后在測(cè)熔點(diǎn)，若熔點(diǎn)不變則為同一物質(zhì)，否則熔點(diǎn)會(huì)大大下降。 (3)降低冶煉溫度提高生產(chǎn)效率 在煉鐵過程中加入助熔劑 CaO(Tf=2843K)的目的，是因?yàn)樗芘c鐵礦中的其它氧化物形成低共溶混合物，熔點(diǎn)顯著降低，使熔煉過程能在較低的溫度 (1573一 1673K)下進(jìn)行。 （ 5）在制藥上可用于改良劑型增進(jìn)藥效 一般在冷卻曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)至 水平線段之間的溫度下降區(qū)，析出的固體顆粒大，而且不均勻，而在低共熔點(diǎn)析出的低共熔混合物則是細(xì)小，均勻的微晶。 例如難溶于水的藥物服用后不易吸收，藥效慢，若將其與尿素或其他能溶于水并且無毒的化合物共熔，用快速冷卻方法制成低共熔混合物 ，因尿素在胃液中能很快溶解，剩下高度分散的藥物，其溶解度和溶解速率都比大顆粒要高，有利于藥物吸收。按照最低共熔點(diǎn)的組成來配給水 (冰 )和鹽的量，就可以獲 得較低的冷凍溫度。 生成穩(wěn)定化合物系統(tǒng)的相圖分析 兩個(gè)組分 A、 B 之間生成化合物 C 的系統(tǒng)的相圖，因加熱后化合物是否穩(wěn)定而有所不同。穩(wěn)定化合物 C 與生成它的兩組分 A、 B 之間可按兩個(gè)二組分系統(tǒng) (AC 系統(tǒng)和 CB 系統(tǒng) )相圖來對(duì)待。這一溫度稱為化合物的分解溫度，亦稱為轉(zhuǎn)熔點(diǎn)。這類體系的相圖，可以看做是由兩個(gè)簡單低共熔體系的相圖合并而成的。左半支和右半支分別有一低共熔點(diǎn)。 這樣的反應(yīng)又稱為轉(zhuǎn)熔反應(yīng)，如右圖： 若固體 A 和固體 B 能形成不穩(wěn)定化合物 C，在 T 時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)熔反應(yīng)，建立固體 C，固體 A 和液態(tài)混合物的三相平衡，若固體 C 加熱到 T溫度時(shí)，將分解為 A 和液態(tài)了 l，反之，當(dāng)固體 A 和液態(tài) l 冷卻到 T 溫度時(shí)，則會(huì)有固體 C 生成。 11 有固溶體生成的固液系統(tǒng)相圖的分析 兩種固體物質(zhì)混合，加熱融化后，冷卻凝固，在凝固時(shí) ，如果一種物質(zhì)能均勻的分布到另一種物質(zhì)中，就形成了固態(tài)溶液，簡稱固溶體。 （ 1） 固相完全互溶系統(tǒng)的相圖 有的系統(tǒng)中的兩個(gè)組分不僅能在液態(tài)是完全互溶，而且在固態(tài)時(shí)也能完全互溶，通常是由于兩組分的分子，原子或離子大小接近，在晶格中能夠彼此取代而成。 （ 2）固相部分互溶系統(tǒng)的相圖 兩固體部分互溶相圖與液態(tài)部分互溶氣 液平衡相圖 很相似。其中有一 最低共熔點(diǎn)，只是此點(diǎn)是兩種固態(tài)混合物同時(shí)析出。 （ 3） 系統(tǒng)有一轉(zhuǎn)溶溫度 系統(tǒng)相邊界的精確測(cè)定 ， 特別是復(fù)雜的金屬系統(tǒng)相邊界的測(cè)定較為困難 ， 并要考慮其測(cè)定誤差。鉑 銀二組元金屬系統(tǒng)就是較復(fù)雜的金屬系統(tǒng)的一個(gè)典型例子。 如右圖： 有固溶體生成的固液系統(tǒng)相圖的應(yīng)用 （ 1）區(qū)域熔煉法制備高純度的金屬 由于科學(xué)技術(shù)的 高度發(fā)展，要求制備高純度的金屬，例如半導(dǎo)體材料鍺和硅，要求純度高達(dá) 8 個(gè) 9 以上（即 以上）這樣高的純度，用一般的化學(xué)方法是很難得到的。 例：區(qū)域熔煉法制備高純度的鋁，其原理是：利用雜質(zhì)元素在液態(tài)金屬鋁和固態(tài)金屬鋁中分配差異來分離雜質(zhì)，屬于加熱熔析熔煉法，可以獲得高純度的金屬鋁。 區(qū)域熔煉法的熔煉技術(shù)主要用于獲得超高純鋁，可以將鋁的純度提高到％以上。由于對(duì)原鋁的提純度高達(dá) ％以上，所以對(duì)用于做超大規(guī)模集成電路的導(dǎo)線是非常必要和有用的，否則由于雜質(zhì)的存在將引起計(jì)算機(jī)在工作過程中頻繁出現(xiàn)差錯(cuò)。而在固液系統(tǒng)中，介紹了簡單的低共熔混合物，有化合物生成的系統(tǒng)，完全互溶的固溶體，和部分互溶的固溶體等。例如，利用液相沸點(diǎn)組 成圖可以指導(dǎo)分餾操作，從而達(dá)到分離提純液體的目的。等等 …… 二組分相圖的應(yīng)用還不只如此，我們要學(xué)的還有很多很多。 相圖的計(jì)算及其應(yīng)用 ， 粉末冶金材料科學(xué)與工程， 2020 年（ 01） [16]美 Ira ， Physical Chemixtry,Sixth Edition,2020 年 15 [17]鄢紅 ， 郭廣生 ， 張常群 ， 部分互溶二組元金屬系統(tǒng)相圖實(shí)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)模擬 北京化工大學(xué)理學(xué)院 計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué) Computers and Applied Chemistry,2020 年 Z1 、 16 致 謝 論文初稿 接近尾聲，畢業(yè)季也隨之到來，化學(xué)院 四年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束。 四年，老師和家人的諄諄教誨、同學(xué)們各具特色的思維方式，對(duì)我改變學(xué)習(xí)觀念起了決定性作用，真是無窮無盡的收益！ 大四進(jìn)入了本科論文寫作階段，在 熊麗華 老師的 悉心指導(dǎo)下，本科論文《二組分相圖的分析和應(yīng)用 》終于初步完成，在這個(gè)過程中我學(xué)到了許多查閱資料以及分析學(xué)術(shù)問題的方法，受益匪淺。 然而，我更感謝 的是一直 幫助我探索學(xué)習(xí)方法的家人老師同學(xué)們，在此一并表示感謝！