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1、-4 43 3完全互溶的双夜系相图完全互溶的双夜系相图4.3.14.3.1 二组分系统的相律的应用二组分系统的相律的应用C= 2f C+2= 4最多可有四相平衡共存，是无变量系统。fmin 0max 41fmax 3最多可有三个自由度-T,x 均可变，属三变量系统。因此,min要完整的描述二组分系统相平衡状态，需要三维坐标的立体图。但为了方便,往往指定一个变量固定不变,观察另外两个变量之间的关系,这样就得到一个平面图。如:保持温度不变，得-x图较常用保持压力不变，得 T图常用保持组成不变，得-p 图不常用。若保持一个变量为常量,从立体图上得到平面图。相律f 2 1 3*单相，两个自由度。min
2、1fmax 2*最多三相共存。max 3fmin 0二组分系统相图种类很多,以物态来区分，大致分为：完全互溶双液系气液平衡相图部分互溶双液系完全不互溶双液系具有简单低共熔混合物稳定化合物有化合物生成不稳定化合物固-液平衡相图固相完全互溶固相部分互溶固相部分互溶 等-4.3.24.3.2理想的完全互溶双液系理想的完全互溶双液系相图若 A 、B 两种液体均能以任意比例相互混容形成均匀单一的液相， 则该系统称为完全互溶双液系。根据相似相容原理，它可以分为：理想的完全互溶双液系和非理想的完全互溶双液系。首先学习理想液态混合物的相图。4 43 32 21. 1.理想溶液理想溶液 p-p-图图设 A、 形
3、成理想溶液,其饱和蒸气压分别为P 和B，P 为体系的总蒸气压。*pA pAxA*pB pBxBp pA pBll pAxA pBxBl*l p*AxA pB(1 xA)l pBpA pBxA以 xA为横坐标，以 P 蒸气压为纵坐标,在 p-图上分别表示出A、P与 xAl的关系。p-x-图p yA线：同压下A之间的关系yA,xpApAxAyAppBpA pBxAyB1 yA若知道一定温度下的PA*、P*，就可据液相组成(xA/xB）求其气相组成（yAyB)pAp*xyAAAppyAp*AxA*yBpBxB*若pA pB则yA x此时xyBB，A，即蒸气压大的组分在气相中浓度更大。*，此时,若pA
4、 pByA xA即蒸气压小的组分气相中浓度更小。-液相区f* =2;g-气液平衡区f* 1;气相区 =。-4 43.2.2.3.2.2. 理想溶液的理想溶液的 TxTx 图图g及l作图，得两条不重合的线。以 T 对xxii绘制方法：（1)配制一系列不同浓度的溶液,测各溶液的沸点,xi线，Txi线不是线性。做图即可得 T若p* p*，AB*则TbmaxTbB*TbminTbAll(2)将与每一溶液相平衡的气相取出分析，即可得g线上方)。xi曲线（易挥发组分在气相中含量高,T在 TxigxiT* 分别为甲苯和苯的沸点。显然P*越大,T越低。在T-x图上,气相线在上，液TA和相线在下,上面是气相区，
5、下面是液相区，梭形区是气-液两相区。介绍线、面意义、自由度。物系点、相点、结线、露点、泡点等。4.5.3.4.5.3.杠杆规则杠杆规则气-液平衡区,气液相组成(相点)通过物系点做水平线分别同气、液相线相交。在T-x图的两相区，物系点 C 代表了体系总的组成和温度。通过 C 点作平行于横坐标的等温线，与液相和气相线分别交于D 点和 E 点。DE 线称为等温连结线。落在E 线上所有物系点的对应的液相和气相组成,都由 D 点和 E 点的组成表示。上式为杠杆规则表达式适用范围:任何两相平衡区。作用：可以用来计算两相的相对量（总量未知)或绝对量（总量已知)。2. 2.4.4.非理想的完全互溶双液系非理想
6、的完全互溶双液系对完全互溶双液系,理想溶液也总是少数，大部分是非理想溶液,前已述及,其ln总xA nlx1ngx2n nxlgA nlx1ngx2nlxA x1 ngx2 xAnlCD ngCEwlCD wgCE-产生偏差的原因有:若f增大,正偏差。AB fAA或fBB,则p若fAB减小,负偏差。 fAA或fBB,则p若发生解缔，则增大，Q0,V 也增大，正偏差。若、 化合或缔合，则 P减小,0，V 也减小, 负偏差。偏差程度与两液体的性质和温度有关。二组分非理想溶液根据偏差程度大致分为三种类型:*）1正(负)偏差不大（pppBA，Tx 图与理想溶液偏差不大,这时液相线已不再是直线。2.正偏差
7、很大，在x 图上有最高点由于 A,B 二组分对拉乌尔定律的正偏差很大，在px 图上形成最高点，如图（a)。求出对应的气相的组成,分别画出 p-x()和 T-x(y)图,如(),(c)所示。在 p-x 图上有最高点者，在T-x图上就有最低点，这个最低点称为最低恒沸点。T为最低恒沸点。处在最低恒沸点的溶液，称为最低恒沸混合物。*pmax pA pB-若进行分馏时，在 A 边只能得到纯 A 和最低恒沸物。在 B 边只能得到纯和最低恒沸物。在 A 区如何得到纯 B?先得恒沸物,然后破坏后,再蒸馏分离。注意:恒沸混合物是混合物而不是化合物,它的组成在定压下有定值。改变压力，最低恒沸点的温度也改变， 它的
8、组成也随之改变。H2O-C2H5OH, CH3OH-C6H6,C2H5OH-C6H6等。在标准压力下,属于此类的系统有：H2O-C2H5OH的最低恒沸点温度为 351.28,含乙醇 95.5 。*p p pminAB3.负偏差很大，在 p图上有最低点在 px 图上有最低点,在 T-x图上就有最高点，这最高点称为最高恒沸点。最高点所对应的溶液是最高恒非混合物。若进行分馏，结果如何？4 45.55.5 蒸馏或精馏原理蒸馏或精馏原理(1)蒸馏简单蒸馏只能把双液系中的A 和 B 粗略分开。在和 B 的 T-x图上,纯 A 的沸点高于纯 B 的沸点， 说明蒸馏时气相中 B 组分的含量较高,液相中 A 组分的含量较高。一次简单蒸馏， 馏出物中 B 含量会显著增加，剩余液体中组分会增多。如有一组成为1的 A、B 二组分溶液， 加热到 T1时开始沸腾,与之平衡的气相组成-为1，显然含量显著增加。液相中含高沸点的组分比增多,组成沿 OA 线上升，沸点也升至 T2,这时对应的气相组成为y2。接收1-T2间的馏出物，组成在y1与 y之间，剩余液组成为 x,A 含量增加。这样,将与 B 粗略分开。(2).精馏精馏是多次简单蒸馏的组合。精馏塔底部是加热区,温度最高;塔顶温度最低。精馏结果：塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分,纯高沸点组分则留在塔底。精馏塔有多种类型,如图所示是泡罩式塔板状精馏塔的示意图。-
