物理化学核心教程06 相平衡ppt课件.ppt

《物理化学核心教程06 相平衡ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、物理化学核心教程电子教案第6章相平衡定压T/K单相两相第6章相平衡6.1相律6.2单组分系统的相图6.3二组分理想液态混合物的相图6.4二组分非理想液态混合物的相图6.5部分互溶双液系的相图6.6完全不互溶双液系6.7简单的二组分低共熔相图6.8形成化合物的二元相图6.9固态互溶的的二元相图6.1相律1.研究相平衡的意义2.几个重要概念6.1.1研究相平衡的意义1.在冶金工业上用蒸馏、精馏和萃取等方法进行提取和纯化，提高产品价值。利用相图监测冶炼过程研究金属组成、结构和性能之间的关系2.在无机化工方面利用相平衡原理，用溶解、重结晶等方法将天然盐类混合物进行

2、分离、提纯3.在有机化工和石油化工方面4.在地质学中研究天然或人工合成的熔盐系统，了解组成与结构之间的关系6.1.2几个重要概念1.相（phase）系统内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面，在界面上宏观性质如密度和黏度的改变是飞跃式的。系统中相的总数称为相数，用“P”表示。气液固6.1.2几个重要概念1.相（phase）气体不论有多少种气体混合，只有一个气相。液体按其互溶程度可以组成一相、两相或三相共存。固体一般有一种固体便有一个相。两种固体粉末无论混合得多么均匀，仍是两个相（固体溶液除外，它是单相）。均相系统（hom

3、ogeneous）系统中只有一个相多相系统（hetrogeneous）系统中多相平衡共存6.1.2几个重要概念1.相（phase）同一个单质，如果固体有不同的晶体结构，就有不同的相，如碳就有很多种。例如：石墨金刚石碳-606.1.2几个重要概念2.相图（phasediagram）表达多相系统的状态如何随温度、压力、组成等强度性质变化而变化，并用图形来表示这种状态的变化，这类图形称为相图。相图的形状取决于变量的数目双变量系统平面图三变量系统立体图根据需要还有三角形相图和直角相图等。6.1.2几个重要概念3.自由度（degreesoffreedom）如已指定某

4、强度变量，除该变量以外的其它强度变量数称为条件自由度，用f*表示能够维持现有系统的相数不变，而可以独立改变的强度变量的数目称为自由度，这些强度变量通常是压力、温度和组成等。例如，指定了压力指定了压力和温度自由度用字母f表示6.1.2几个重要概念4.组分数（numberofcomponent）在平衡系统所处的条件下，能够确保各相组成所需的最少独立物种数称为组分数，用字母C表示。系统的组分数等于系统中所有物种数S减去系统中独立的化学平衡数R，再减去各物种间的独立限制条件R'。用公式表示为6.1.2几个重要概念4.组分数例1.在抽空容器中，硫氢化铵分解达平衡有一

5、个独立的化学平衡6.1.2几个重要概念4.组分数例2.C(s)在氧气中燃烧，主要反应为只有2个独立的化学平衡，6.1.2几个重要概念4.组分数例3.碳酸钙在真空容器中分解达平衡有1个独立的化学平衡两个产物处于不同的相，彼此不存在摩尔分数加和等于1等相互限制的条件6.1.2几个重要概念5.相律（phaserule）相律是相平衡系统中揭示相数P、组分数C和自由度f之间关系的规律。Gibbs推导出的相律可表示如果指定了T或p，则自由度减少1式中，2通常是指T，p两个变量如果指定了T和p，则自由度减少26.2单组分系统的相图1.相律在单组分系统中的应用2.水的相图

6、3.二氧化碳的相图单组分系统的两相平衡——Clapeyron方程5.Clausius-Clapeyron方程6.2.1相律在单组分系统中的应用对于单组分系统相律为双变量系统单变量系统无变量系统单组分系统的自由度最多为2，双变量系统的相图可用平面图表示。单相当P=1两相平衡当P=2三相共存当P=36.2.2水的相图水的相图应该是根据实验数据绘制的水相图的示意图水冰水蒸气610.626.2.2水的相图OA是气-液两相平衡线高于临界温度，不能用加压的方法使气体液化即水的蒸气压曲线它不能任意延长，终止于临界点A临界点时，气-液界面消失水的临界点水冰水蒸气610.6

7、2系统为单相的超临界流体6.2.2水的相图水冰水蒸气610.62OB是气-固两相平衡线OC是液-固两相平衡线理论上可延长至0K附近即冰的升华曲线相图变得复杂，有不同结构的冰生成当C点延至压力大于时在两相平衡线上，f=1，温度和压力只能改变1个6.2.2水的相图水冰水蒸气610.62在OA与OC线之间两相平衡线可以看作是相应两个单相区的交界线在单相区，系统为双变量系统，温度和压力都可以在适当范围内变动而仍能维持该相态不发生改变的单相区的单相区的单相区在OA与OB线以下在OC与OB线以左6.2.2水的相图水冰水蒸气610.62到达P电时出现气相,这时继续降压,

8、直至液相消失在一定的温度下处在f点的不断降压进入单相区6.2.2水