将吉布斯相律应用于双组分系统将吉布斯相律应用于双组分系统, ,C=2f =2- ＋＋2＝＝4- ，， min＝＝1，，fmax＝＝3 max＝＝4，，fmin＝＝0 所以，对双组分系统所以，对双组分系统 f ≤3, ≤4即最多有即最多有3个独立强度变量，即温度、压力、个独立强度变量，即温度、压力、组成组成.温度一定温度一定, 则有则有P‐x(y)图图压力一定压力一定, 则有则有T‐x(y)图图1 §§5-3 5-3 双组分系统液双组分系统液- -液平衡液平衡双组分系统液态互溶情况双组分系统液态互溶情况双组分系统互溶情况示意图（温度双组分系统互溶情况示意图（温度T））（（a）完全互溶）完全互溶（（b）完全不互溶）完全不互溶（（c）部分互溶）部分互溶2 一一. . 双组分双组分液态部分互溶液态部分互溶系统系统电动搅拌器苯胺1. 1. 溶解度图溶解度图( (液、液平衡液、液平衡) )实验实验例：水和苯胺能部分互溶例：水和苯胺能部分互溶•定压定压 恒温恒温t1向锥形瓶加入向锥形瓶加入25cm3水；水；加入少量苯胺，搅拌片刻，停搅拌，观察加入少量苯胺，搅拌片刻，停搅拌，观察是否分层；是否分层；3 若不分层，再加入少量苯胺，搅拌片刻，若不分层，再加入少量苯胺，搅拌片刻，停搅拌，观察是否分层；停搅拌，观察是否分层；重复上述操作，直至液相分两层。
重复上述操作，直至液相分两层分析两层浓度，记录分析两层浓度，记录• 保持压力不变，温度变为保持压力不变，温度变为 t2,，，定温定压下定温定压下重复上述实验重复上述实验• 测出多个不同温度下平衡存在的两液层测出多个不同温度下平衡存在的两液层的溶解度的溶解度4 具体来说: 20.0℃，水相:wB＝0.031，苯胺相:wB＝0.95共轭相共轭相(conjugate phase)水H2O(A)－苯胺C6H5NH2(B)二组分系统t /℃0.00.20.40.60.81.0p=常量常量160120408020wB95.03.1A A A B 5 CK线线:苯胺在苯胺在水中的水中的溶解度溶解度随温度的变化随温度的变化曲线．曲线．DK线线:水在苯水在苯胺中的胺中的溶解度溶解度随温度的变化随温度的变化曲线．曲线．0.00.20.40.60.81.0t /℃p=常量常量160120408020wB95.03.1A A K临界溶解点临界溶解点CDOK点:临界会溶点临界会溶点临界会溶温度临界会溶温度6 2. 读图要点：读图要点：①① 点、线、区的含义；点、线、区的含义；②② 应用相律分析相图应用相律分析相图 f ' = c - - +1 ③③ 系统点系统点(物系点物系点)和相点：和相点： ④④ P点的变化情况：点的变化情况： 0.00.20.40.60.81.0t /℃p=常量常量160120408020A wB BA A CDO ＝１＝１ ＝２＝２⑤⑤两相区应用杠杆规则：两相区应用杠杆规则： 相图中表示系统的状态的相图中表示系统的状态的点为系统点；点为系统点；表示某一个相的状态的点表示某一个相的状态的点为相点。
为相点 7P 8 图图 Bi-Zn二组分体系的固液平衡相图二组分体系的固液平衡相图A区的平衡相态为区的平衡相态为______.9 二、二、 杠杆规则杠杆规则H2O(A)C6H5NH2(B)0.00.20.40.60.81.01601204080t /℃p=常量xBCxBDxBKxB称为系统总组成；称为系统总组成；K点称为系统点，点称为系统点，C点和点和D点分别称为点分别称为 相相相点和相点和 相相点；相相点； 和和 分别为分别为 -相和相和 -相的组成；相的组成；C D称为连接线，称为连接线，C K和和K D分别称为分别称为 -相相臂和相相臂和 -相相臂；相相臂；10 就就B: 既在既在l 相又在相又在l 相中，混合物中相中，混合物中B的的物质的总量为两相物质的总量为两相中中B的量之和用公的量之和用公式表示：式表示： 图图5-5 杠杆规则示意图杠杆规则示意图H2O(A)C6H5NH2(B)0.00.20.40.60.81.01601204080αβα β+t /℃p=常量常量xBCxBDxBKn(总总) xB=nC xBC+nD xBDn(总总)=nC +nD 11 图图5-5 杠杆规则示意图杠杆规则示意图H2O(A)C6H5NH2(B)0.00.20.40.60.81.01601204080αβα β+t /℃p=常量常量xBCxBDxBKnC CK = nD KD杠杆规则可适用于任何杠杆规则可适用于任何两相共存的系统两相共存的系统.(nC+nD) xB=nC xBC+nD xBDnC xB- -nC xBC=nD xBD- -nDxBnC (xB- -xBC)=nD( xBD- -xB)12 nC CK = nD KD杠杆规则可适用于任何杠杆规则可适用于任何两相共存的系统两相共存的系统. 图图5-5 杠杆规则示意图杠杆规则示意图H2O(A)C6H5NH2(B)0.00.20.40.60.81.01601204080αβα β+t /℃p=常量常量wBCwBDwBKwB若组成用质量分数若组成用质量分数wB表示表示,则计算出的是两则计算出的是两相的质量。
相的质量mC CK = mD KD或或13 [例例5-5] 有总组成为有总组成为xB = 0.5的的 A - B 双液系双液系 1mol，在温度，在温度 t 时形成两相时形成两相( -相和相和 -相相 )平平衡已知：衡已知：xB =0.7, xB = 0.2 ,求求(1) -相和相和 -相相 物质的量各为多少物质的量各为多少?(2) -相物质的量占系相物质的量占系统物质总量的分数统物质总量的分数;(3) B组分在两相中物质的组分在两相中物质的量量; 14 解解:n = (1-0.6)mol = 0.4mol(2) n / n = 0.4mol / 1mol = 0.4(3) n B = n x B = 0.6mol 0.7=0.42molxB =0.7 xB = 0.5 xB = 0.2n n 15 [例例] 在在30℃，将，将0.06kg水与水与0.04kg酚混合，酚混合，得到的系统分为两层，测得酚在酚层中的含得到的系统分为两层，测得酚在酚层中的含量为量为70，在水层中的含量为，在水层中的含量为8（均为百倍质（均为百倍质量分数）。
若在同一温度下，将量分数）若在同一温度下，将0.059kg水与水与0.041kg酚混合，系统仍分为两层，酚混合，系统仍分为两层，求酚层中求酚层中(1) 酚的浓度酚的浓度? (2) 水的质量？水的质量？(3) 整个酚层的整个酚层的质量怎样变化？质量怎样变化？16 t /℃p=常量常量5040203010wBA A 0.080.70酚层酚层水层水层0. 4（（1）） 温度不变，温度不变，沿该（沿该（30℃℃）温度）温度水平线移动系统的水平线移动系统的组成，两相的组成组成，两相的组成保持不变所以改保持不变所以改变系统的组成时，变系统的组成时，酚层中酚的浓度仍酚层中酚的浓度仍为为0.7017 第二次：第二次：m酚酚(0.7-0.41)=m水水 (0.41-0.07) m酚酚+ m水水 =1kg所以所以 m酚酚=0.5397kg其中水的质量：其中水的质量：0.5397kg （（1-0.7））=0.1619kg所以，通过计算，可知酚层质量增大，其中水的质量所以，通过计算，可知酚层质量增大，其中水的质量增多2，，3）） 质量是否变化，要用杠杆规则计算来比较。
质量是否变化，要用杠杆规则计算来比较 第一次：第一次：m酚酚(0.7-0.4)= m水水 (0.4-0.07) m酚酚+ m水水 =1kg所以所以 m酚酚=0.5238kg 其中水的质量：其中水的质量：0.5238kg （（1-0.7））=0.1571kg18 。