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1、第四章第四章 四元水盐体系相图四元水盐体系相图第一节第一节 图形表示法图形表示法第二节第二节 相图的绘制和认识相图的绘制和认识第三节第三节 过程向量法及其应用过程向量法及其应用第四节第四节 等温蒸发过程分析及含水量界限点的确定等温蒸发过程分析及含水量界限点的确定第五节第五节 系统平衡状态的确定系统平衡状态的确定第六节第六节 交互四元体系相图交互四元体系相图第一节第一节 图形表示法图形表示法一、分类一、分类1.1.简单四元体系：简单四元体系：由具有一种共同离子的三种盐和水由具有一种共同离子的三种盐和水组成组成，例如，例如，NaNa+ +/Cl/Cl- -、SOSO4 42-2-、HCOHCO3
2、3- -H H2 2O O体系体系或或KCl-NaCl-MgClKCl-NaCl-MgCl2 2-H-H2 2O O体系。体系。2.2.交互四元体系：交互四元体系：由两种正离子和两种负离子加水组由两种正离子和两种负离子加水组成成、例如，、例如，K K+ +、NaNa+ +/SO/SO4 42-2-、ClCl- -H H2 2O O体系。由于体系。由于离子之间发生复分解反应，所以又称为四元相互离子之间发生复分解反应，所以又称为四元相互体系。体系。第一节第一节 图形表示法图形表示法二、二、相律特征相律特征 由于组分数为由于组分数为4 4，故四元水盐体系相律公式为，故四元水盐体系相律公式为 F=4-
3、P+1=5-PF=4-P+1=5-P 等温相律公式为等温相律公式为 ： F=C-P=4-PF=C-P=4-P 相数相数恒压下自由恒压下自由度度恒温、恒压下恒温、恒压下自由度自由度1 14 43 32 23 32 23 32 21 14 41 10 05 50 0 体系的最大相数为体系的最大相数为5 5，即四个，即四个固相一个液相。固相一个液相。 自由度数最大为自由度数最大为4 4（相数最小（相数最小为为1 1）。即使在等温时，自由）。即使在等温时，自由度数最大也为度数最大也为3 3，即，即四元等温四元等温图是立体图图是立体图。 第一节第一节 图形表示法图形表示法三、组分间的关系三、组分间的关系
4、 1.1.简单四元体系中包含了简单四元体系中包含了三个二元水盐体系三个二元水盐体系：A-WA-W、 B-W B-W 、C-WC-W；三个盐盐体三个盐盐体系系：C-BC-B、A-BA-B、A-CA-C。包。包含了含了四个三元体系四个三元体系，其中，其中三个水盐体系：三个水盐体系：A-B-WA-B-W、A-C-WA-C-W、B-C-WB-C-W；一个盐盐；一个盐盐三元体系三元体系A-B-CA-B-C。W WA AB BC C第一节第一节 图形表示法图形表示法三、组分间的关系三、组分间的关系 2.2.交互四元体系中包含交互四元体系中包含了了八个二元体系八个二元体系，其中，其中四个水盐体系：四个水盐体
5、系：AX-WAX-W、BY-WBY-W、AY-WAY-W、BX-WBX-W；四；四个盐盐体系：个盐盐体系：AX-BXAX-BX、AX-AYAX-AY、BX-BYBX-BY、AY-BYAY-BY。包含包含五个三元体系五个三元体系，其，其中四个水盐体系：中四个水盐体系：AX-AX-BX-WBX-W、AX-AY-WAX-AY-W、BX-BY-BX-BY-W W、AY-BY-WAY-BY-W，一个盐盐，一个盐盐体系：体系：AX-BYAX-BY或或BX-AYBX-AY。W第一节第一节 图形表示法图形表示法三、组分间的关系三、组分间的关系 交互四元体系中的两种盐之间会发生交互反应：交互四元体系中的两种盐之
6、间会发生交互反应： 交互反应有两个特点：交互反应有两个特点：(1)四个盐中只有三个是独立的；四个盐中只有三个是独立的；(2)复分解反应是按等摩尔原则进行的。复分解反应是按等摩尔原则进行的。 第一节第一节 图形表示法图形表示法四、四、干基三角形和干基正方形干基三角形和干基正方形1 1干基三角形（干基三角形（简单四元体系简单四元体系） 由于简单四元体系干盐间彼此由于简单四元体系干盐间彼此独立，三种盐各成为一个组分，独立，三种盐各成为一个组分，因此可采取三角形来表达，将因此可采取三角形来表达，将舍去水后的三个盐舍去水后的三个盐A A、B B、C C置于置于三角形的三个顶点上，这个三三角形的三个顶点上
7、，这个三角形叫做干基三角形，角形叫做干基三角形，它是以它是以三个干盐之和为三个干盐之和为100100作基准的，作基准的，常用的是常用的是100100克干盐，用克干盐，用g/100g g/100g S S表示，表示， 第一节第一节 图形表示法图形表示法四、干基三角形和干基正方形四、干基三角形和干基正方形1 1干基三角形干基三角形水合物及复盐如何在三角形中表示？水合物及复盐如何在三角形中表示？ 要根据其化学式来求要根据其化学式来求g/100g S g/100g S 值。值。例如：例如：MgClMgCl2 212H12H2 2O O中，含中，含MgClMgCl2 2100100，含，含水为水为227
8、.1227.1；光卤石；光卤石KClKClMgClMgCl2 26H6H2 2O O中，中，含含KCl43.92KCl43.92，MgClMgCl2 256.0856.08，H H2 2O63.67O63.67。 人造光卤石标在干基三角形图上，为人造光卤石标在干基三角形图上，为M M点。点。 成成 分分KClKClMgClMgCl2 2NaClNaClH H2 2O O总干盐总干盐计算结果计算结果g/100g Sg/100g S36.536.550.250.213.313.365.065.0100100第一节第一节 图形表示法图形表示法四、干基三角形和干基正方形四、干基三角形和干基正方形2 2
9、干基正方形（干基正方形（交互四元体系交互四元体系）(1)(1)各盐分子式必须按等摩尔的反应各盐分子式必须按等摩尔的反应式书写。式书写。(2)(2)反应式同一边的两种盐必须放在反应式同一边的两种盐必须放在正方形的对角线上。对角线上正方形的对角线上。对角线上的两个盐称为盐对。的两个盐称为盐对。 从离子角度看干基正方形，可从离子角度看干基正方形，可发现正方形的四条边实质上代发现正方形的四条边实质上代表了交互四元体系中正负离子表了交互四元体系中正负离子的含量多少，可分别用横坐标、的含量多少，可分别用横坐标、纵坐标表示。干基正方形是用纵坐标表示。干基正方形是用来标绘交互四元体系的，来标绘交互四元体系的，
10、系统系统点的标绘必须采用耶涅克指数点的标绘必须采用耶涅克指数。C2040608020406080DABAY(Na2SO4)BY(MgSO4)AX(Na2Cl2)BX(MgCl2)A-Na22+Y-SO42-B+Mg2+X+Cl22-MG4-2干基正方形干基正方形第一节第一节 图形表示法图形表示法四、干基三角形和干基正方形四、干基三角形和干基正方形3 3耶涅克指数耶涅克指数 干基正方形是以干基正方形是以100mol100mol总干盐为基准总干盐为基准。 反映相对于反映相对于100mol100mol总干盐或总正（负）离子各为总干盐或总正（负）离子各为100mol100mol的各种盐的各种盐或离子的
11、摩尔百分数，也称为或离子的摩尔百分数，也称为耶涅克（耶涅克（J Jneckernecker）指数）指数。用符号。用符号J J表示。表示。J J值可按其定义计算，步骤如下：值可按其定义计算，步骤如下：例出一定量的系统（如例出一定量的系统（如100g100g或或1L1L溶液）中各组分的质量；溶液）中各组分的质量；查出各组分的分子量，其中的单价盐要加倍，指分子式和分子量；查出各组分的分子量，其中的单价盐要加倍，指分子式和分子量；算出各组分的摩尔数；算出各组分的摩尔数；求出除水之外的各盐的总摩尔数，并以求出除水之外的各盐的总摩尔数，并以100mol100mol总干盐为基准，求出各总干盐为基准，求出各盐
12、及水的摩尔百分数即为盐及水的摩尔百分数即为J J值；值；按各盐的按各盐的J J值标于干基正方形上，水的值标于干基正方形上，水的J J值标于水图上。值标于水图上。第一节第一节 图形表示法图形表示法四、干基三角形和干基正方形四、干基三角形和干基正方形3 3耶涅克指数耶涅克指数 （1 1）复盐、水合盐的）复盐、水合盐的J J值求取值求取 例例4-14-1求白钠镁矾求白钠镁矾NaNa2 2SOSO4 4MgSOMgSO4 44H4H2 2O O的的J J值，值，并标于干基正方形上。并标于干基正方形上。解：可用复盐中各物质的摩尔数（解：可用复盐中各物质的摩尔数（n n）之比来求，）之比来求，即即其中总干
13、盐为其中总干盐为1 11 12mol2mol，故组成白钠镁矾各盐及水的，故组成白钠镁矾各盐及水的J J值值显然为显然为NaNa2 2SOSO4 45050，MgSOMgSO4 45050，H H2 2O200O200标于图标于图4-24-2中的中的G G点。点。C2040608020406080DABAY(Na2SO4)BY(MgSO4)AX(Na2Cl2)BX(MgCl2)A-Na22+Y-SO42-B+Mg2+X+Cl22-MG4-2干基正方形干基正方形第一节第一节 图形表示法图形表示法四、干基三角形和干基正方形四、干基三角形和干基正方形3 3耶涅克指数耶涅克指数 （2 2）某一组成点的）
14、某一组成点的J J值求取值求取 例例4-24-2求含求含NaNa2 2ClCl2 249.3449.34，MgSOMgSO4 430.5830.58，MgClMgCl2 25.095.09，H H2 2O 14.99O 14.99（皆为质量百分数）的混合物的各盐及水的（皆为质量百分数）的混合物的各盐及水的J J值。值。解：解： 将有关计算列出如下：将有关计算列出如下：组分分Na2Cl2MgSO4MgCl2H2O总干干盐100g总物物质的克数的克数49.3430.585.0914.99组分的分子量分的分子量116.9120.495.2118.02100g系系统中的摩中的摩尔尔数数0.4220.2
15、540.0530.8320.729J值57.8934.847.27114.1第一节第一节 图形表示法图形表示法四、干基三角形和干基正方形四、干基三角形和干基正方形3 3耶涅克指数耶涅克指数 （3）离子的）离子的J值求取（离子浓度）值求取（离子浓度）如将上述体系组成用离子组成表示，则如将上述体系组成用离子组成表示，则 为为0.422 为为0.254+0.053=0.307 为为0.422+0.053=0.475 为为0.254总正离子量总负离子量总正离子量总负离子量0.4220.3070.4750.2540.729则各离子的耶涅克指数为则各离子的耶涅克指数为 ， ， ， 。为图为图42中的中的M
16、点。点。第一节第一节 图形表示法图形表示法四、干基三角形和干基正方形四、干基三角形和干基正方形3 3耶涅克指数耶涅克指数（4 4）M MC C值的求取值的求取 M MC C主要用于计算固相的质量。主要用于计算固相的质量。 某固相的克数某固相的克数= =该固相的该固相的M MC C该固相离子摩尔数该固相离子摩尔数 M MC C值可以由该固相各组成部分的值可以由该固相各组成部分的J J值求出，它等于组成该固相各组值求出，它等于组成该固相各组成部分的分子量乘以各自的成部分的分子量乘以各自的J J值后求和再除以值后求和再除以100100而得。而得。 例例4-34-3求复盐求复盐K K2 2SOSO4
17、4 MgSOMgSO4 4 6H6H2 2O O的换算系数的换算系数M MC C值。值。解：解： 第一节第一节 图形表示法图形表示法五、五、等温立体坐标图等温立体坐标图(C)图图 简单四元相互系统的图形表示法简单四元相互系统的图形表示法 （a）正四面体表示法；（）正四面体表示法；（b）正四面无底锥体表示法；（）正四面无底锥体表示法；（c）三棱柱体表示法）三棱柱体表示法 (a)ACBABC(b)BAC第一节第一节 图形表示法图形表示法五、五、等温立体坐标图等温立体坐标图(a)(b)(C)图图 交互四元相互系统的图形表示法交互四元相互系统的图形表示法 （a）正四面锥体表示法；（）正四面锥体表示法；
18、（b）正四面无底锥体表示法；（）正四面无底锥体表示法；（c）四棱柱体表示法）四棱柱体表示法 第一节第一节 图形表示法图形表示法五、等温立体坐标图五、等温立体坐标图1 1棱锥形棱锥形正四面体正四面体（1 1）组分与几何关系）组分与几何关系 正四面体正四面体WABCWABC可以用来表示简单四可以用来表示简单四元体系（见图元体系（见图4-34-3），），W W表示水，表示水，A A、B B、C C表示三种盐，六条棱表示简单表示三种盐，六条棱表示简单四元体系包含的六个二元体系，其四元体系包含的六个二元体系，其中三个水盐的，三个盐盐的，正四中三个水盐的，三个盐盐的，正四面体的三个侧面表示三个水盐体系，面
19、体的三个侧面表示三个水盐体系，底面三角形表示一个盐盐三元体系。底面三角形表示一个盐盐三元体系。第一节第一节 图形表示法图形表示法五、等温立体坐标图五、等温立体坐标图1 1棱锥形棱锥形正四面体正四面体（2 2）几何性质：正四面体下述的五个几何性质）几何性质：正四面体下述的五个几何性质l四面体内任一点向四面体的四个面分别引垂线四面体内任一点向四面体的四个面分别引垂线h hA A、h hB B、h hC C、h hW W。即。即a%+b%+c%+wa%+b%+c%+w% %=100%=100%。l四面体内任一点，分别作与四面体各面平行的截面，则四四面体内任一点，分别作与四面体各面平行的截面，则四个截
20、面在棱上截出的线段长个截面在棱上截出的线段长l lA A、l lB B、l lC C、l lW W之和等于棱长之和等于棱长L L，即，即l lA A+l+lB B+l+lC C+l+lW W=L=L。l与四面体某一平面平行的截面上，含有与此面相对与四面体某一平面平行的截面上，含有与此面相对顶点组分的百分含量恒定。顶点组分的百分含量恒定。l过两组分形成的棱所作的平面上，含另外二组分比过两组分形成的棱所作的平面上，含另外二组分比例恒定。例恒定。l过四面体的任一顶点所引射线上的点，含另外三组过四面体的任一顶点所引射线上的点，含另外三组分的比例恒定。如图中分的比例恒定。如图中WDWD射线上的各点所含射
21、线上的各点所含A A、B B、C C三组分的比例不变。三组分的比例不变。第一节第一节 图形表示法图形表示法五、等温立体坐标图五、等温立体坐标图1 1棱锥形棱锥形正四面体正四面体（3 3）点的确定）点的确定 确定系统点在坐标上的位置时，可根据正四面体性质（确定系统点在坐标上的位置时，可根据正四面体性质（1 1）用等高法，）用等高法，或根据性质（或根据性质（2 2）用截面法。但最方便的是使用向量和法，如图）用截面法。但最方便的是使用向量和法，如图4-44-4中的三个首尾相接的箭头所示。中的三个首尾相接的箭头所示。 第一节第一节 图形表示法图形表示法五、等温立体坐标图五、等温立体坐标图2 2正四棱锥
22、正四棱锥（1 1）组分与几何关系）组分与几何关系 交互四元体系可用正八面体的一半交互四元体系可用正八面体的一半表示。锥顶表示水，底面正方形底表示。锥顶表示水，底面正方形底四个顶点为四个顶点为AXAX、BYBY、AYAY、BXBX四种盐。四种盐。按干基正方形规定的位置摆放，四按干基正方形规定的位置摆放，四条棱线表示四个二元水盐体系，四条棱线表示四个二元水盐体系，四条边线表示四个盐盐二元体系，四条边线表示四个盐盐二元体系，四个正三角形表示四个三元水盐体系，个正三角形表示四个三元水盐体系，底面正方形表示三元交互盐盐体系，底面正方形表示三元交互盐盐体系，正四棱锥内部的点才代表真正的四正四棱锥内部的点才
23、代表真正的四元水盐体系的点。元水盐体系的点。第一节第一节 图形表示法图形表示法五、等温立体坐标图五、等温立体坐标图2 2正四棱锥正四棱锥（3 3）点的确定）点的确定 系统点的标绘也可以采用向量系统点的标绘也可以采用向量加合法。由于同一系统点可加合法。由于同一系统点可以用二组（每组三个盐）不以用二组（每组三个盐）不同的独立盐及水表示，故同同的独立盐及水表示，故同一系统可以处在正四棱锥分一系统可以处在正四棱锥分成的两组三棱锥中的一个三成的两组三棱锥中的一个三棱锥内，但在四棱锥内是同棱锥内，但在四棱锥内是同一个点，反之亦然，见图一个点，反之亦然，见图4-54-5。也可以采用截面法。也可以采用截面法。
24、第一节第一节 图形表示法图形表示法五、等温立体坐标图五、等温立体坐标图3 3棱柱形坐标棱柱形坐标 正三棱柱表示简单四元体系，可用干基百分组成。正四棱柱表正三棱柱表示简单四元体系，可用干基百分组成。正四棱柱表示交互四元体系，组成必须用示交互四元体系，组成必须用J J值表示。值表示。 第一节第一节 图形表示法图形表示法六、等温立体图的解剖六、等温立体图的解剖1 1简单四元体系立体图的解剖图简单四元体系立体图的解剖图1 1）空间曲面）空间曲面单固相饱和溶液面单固相饱和溶液面 空间曲面都表示一个盐的饱和溶液空间曲面都表示一个盐的饱和溶液面，称为该盐的溶解度曲面。一般面，称为该盐的溶解度曲面。一般都是凸
25、面。都是凸面。A AE E1 1EEEE3 3表示表示A A盐的溶解度曲面；盐的溶解度曲面；B BE E1 1EEEE2 2表示表示B B盐的溶解度曲面；盐的溶解度曲面；C CE E2 2EEEE3 3表示表示C C盐的溶解度曲面。盐的溶解度曲面。 F=C-P=4-2=2F=C-P=4-2=2BE2ABCCAE3E1EW第一节第一节 图形表示法图形表示法六、等温立体图的解剖六、等温立体图的解剖1 1简单四元体系立体图的解剖图简单四元体系立体图的解剖图2 2）空间曲线）空间曲线双固相共饱溶液双固相共饱溶液 两个空间曲面相交曲线，表示两个空间曲面相交曲线，表示对两个固相共饱的溶液，简单四元对两个固
26、相共饱的溶液，简单四元体系中有三条。体系中有三条。E E1 1E E表示表示A A、B B盐的两盐共饱曲线；盐的两盐共饱曲线；E E2 2E E表示表示B B、C C盐的两盐共饱曲线；盐的两盐共饱曲线；E E3 3E E表示表示A A、C C盐的两盐共饱曲线；盐的两盐共饱曲线； F=C-P=4-3=1F=C-P=4-3=1BE2ABCCAE3E1EWBE2ABCCAE3E1EW第一节第一节 图形表示法图形表示法六、等温立体图的解剖六、等温立体图的解剖1 1简单四元体系立体图的解剖图简单四元体系立体图的解剖图3 3）空间点）空间点三固相共饱溶液三固相共饱溶液 由三条空间曲线交汇而得的由三条空间曲
27、线交汇而得的空间点，表示对三个固相共空间点，表示对三个固相共饱的溶液，简单四元体系中饱的溶液，简单四元体系中有一个。有一个。E E点点表示表示A A、B B、C C盐的盐的三盐共饱三盐共饱点点。 F=C-P=4-4=0F=C-P=4-4=0第一节第一节 图形表示法图形表示法六、等温立体图的解剖六、等温立体图的解剖1 1简单四元体系立体图的解剖图简单四元体系立体图的解剖图4 4）空间体：）空间体：（1 1）饱和溶液面上方空间）饱和溶液面上方空间未饱和溶液未饱和溶液 这个区正处在含水多、含盐少的区域，包括这个区正处在含水多、含盐少的区域，包括W W点在内，此空间区表示不饱点在内，此空间区表示不饱和
28、溶液。和溶液。WAWAE E1 1B BE E2 2C CE E3 3E E表示表示不饱和溶液不饱和溶液。 F=C-P=4-1=3F=C-P=4-1=3BE2ABCCAE3E1EWWCAE3E2E1BEBE2ABCCAE3E1E第一节第一节 图形表示法图形表示法六、等温立体图的解剖六、等温立体图的解剖1 1简单四元体系立体图的解剖图简单四元体系立体图的解剖图4 4）空间体：）空间体：（2 2）多角锥体）多角锥体一固一液一固一液平衡区平衡区AAAAE E1 1EEEE3 3A A表示表示A A盐及其饱和溶液的两相区，盐及其饱和溶液的两相区，A A盐的结晶区；盐的结晶区；BBBBE E1 1EEE
29、E2 2B B表示表示B B盐及其饱和溶液的两相区，盐及其饱和溶液的两相区，B B盐的结晶区；盐的结晶区；CCCCE E3 3EEEE2 2C C表示表示C C盐及其饱和溶液的两相区，盐及其饱和溶液的两相区，C C盐的结晶区。盐的结晶区。 F=C-P=4-2=2F=C-P=4-2=2AE1E3AECE2E3CEE1E2BEBBE2ABCAE3E1EC第一节第一节 图形表示法图形表示法六、等温立体图的解剖六、等温立体图的解剖1 1简单四元体系立体图的解剖图简单四元体系立体图的解剖图4 4）空间体：）空间体：（3 3）四面体）四面体两固一液两固一液共存区共存区E E1 1EABEAB表示表示A A
30、、B B两盐及其共饱液的三相区，两盐及其共饱液的三相区，A A、B B两盐的结晶区；两盐的结晶区；E E2 2ECBECB表示表示C C、B B两盐及其共饱液的三相区，两盐及其共饱液的三相区，C C、B B两盐的结晶区；两盐的结晶区；E E3 3EACEAC表示表示A A、C C两盐及其共饱液的三相区，两盐及其共饱液的三相区，A A、C C两盐的结晶区。两盐的结晶区。 F=C-P=4-3=1F=C-P=4-3=1ABEE1CBEE2ACEE3E2ABCE3E1EAECB第一节第一节 图形表示法图形表示法六、等温立体图的解剖六、等温立体图的解剖1 1简单四元体系立体图的解剖图简单四元体系立体图的
31、解剖图4 4）空间体：）空间体：（4 4）三角锥体）三角锥体三固一液三固一液共存区共存区 位于立体图最下方，是含盐量位于立体图最下方，是含盐量最高的区，是一个以三盐共饱最高的区，是一个以三盐共饱点为锥顶、三个平衡固相点组点为锥顶、三个平衡固相点组成的三角形为锥底的三角锥体，成的三角形为锥底的三角锥体，表示三固一液平衡。表示三固一液平衡。EABCEABC表示表示A A、B B、C C三盐及其共饱三盐及其共饱液共存的四相区，液共存的四相区，A A、B B、C C三三盐的结晶区；。盐的结晶区；。 F=C-P=4-4=0F=C-P=4-4=0BE2ABCCAE3E1EWAECB1 1简单四元体系立体图
32、的解剖图简单四元体系立体图的解剖图BE2ABCCAE3E1EWAECBWCAE3E2E1BEAE1E3AECE2E3CEE1E2BEBABEE1CBEE2ACEE3第一节第一节 图形表示法图形表示法六、等温立体图的解剖六、等温立体图的解剖2 2交互四元体系立体图的解剖图交互四元体系立体图的解剖图1 1）空间曲面）空间曲面单固相饱和溶液面单固相饱和溶液面QEQE1 1PEEPEE4 4表示表示AXAX盐的溶解度曲面；盐的溶解度曲面；RERE1 1PEPE2 2表示表示BXBX盐的溶解度曲面；盐的溶解度曲面；SESE2 2PEEPEE3 3表示表示BYBY盐的溶解度曲面；盐的溶解度曲面；TETE3
33、 3EEEE4 4表示表示AYAY盐的溶解度曲面。盐的溶解度曲面。 F=C-P=4-2=2F=C-P=4-2=2AXBXBYAYQSRETPE4E3E1E2W第一节第一节 图形表示法图形表示法六、等温立体图的解剖六、等温立体图的解剖2 2交互四元体系立体图的解剖图交互四元体系立体图的解剖图2 2）空间曲线）空间曲线双固相共饱溶液双固相共饱溶液E E1 1P P表示表示AXAX、BXBX两盐的溶解度曲线；两盐的溶解度曲线；E E2 2P P表示表示BXBX、BYBY两盐的溶解度曲线；两盐的溶解度曲线；E E3 3E E表示表示AYAY、BYBY两盐的溶解度曲线；两盐的溶解度曲线；E E4 4E
34、E表示表示AXAX、AYAY两盐的溶解度曲线；两盐的溶解度曲线；EPEP表示表示AXAX、BYBY两盐的溶解度曲线；两盐的溶解度曲线； F=C-P=4-3=1F=C-P=4-3=1AXBXBYAYQSRETPE4E3E1E2W第一节第一节 图形表示法图形表示法六、等温立体图的解剖六、等温立体图的解剖2 2交互四元体系立体图的解剖图交互四元体系立体图的解剖图4 4）空间体：）空间体：（1 1）饱和溶液面上方空间）饱和溶液面上方空间未饱和溶液未饱和溶液WQEWQE1 1RERE2 2SESE3 3TETE4 4EPEP表示不饱和溶液。表示不饱和溶液。 F=C-P=4-1=3F=C-P=4-1=3A
35、XBXBYAYQSRETPE4E3E1E2W4 4）空间体：）空间体：（2 2）多角锥体）多角锥体固一液平衡区固一液平衡区AXQE1PEE4AXAXQE1PEE4AX表示表示AXAX盐及其共饱液的两相区，盐及其共饱液的两相区，AXAX盐的结晶区；盐的结晶区；BXREPE2BXBXREPE2BX表示表示BXBX盐及其共饱液的两相区，盐及其共饱液的两相区，BXBX盐的结晶区；盐的结晶区；BYSE2PEE3BYBYSE2PEE3BY表示表示BYBY盐及其共饱液的两相区，盐及其共饱液的两相区，BYBY盐的结晶区；盐的结晶区；AYTE3EE4AYAYTE3EE4AY表示表示AYAY盐及其共饱液的两相区，
36、盐及其共饱液的两相区，AYAY盐的结晶区。盐的结晶区。 F=C-P=4-2=2F=C-P=4-2=2AXBXBYAYQSRETPE4E3E1E2W（3 3）四面体）四面体两固一液共存区两固一液共存区E1PAXBXE1PAXBX表示表示AXAX、BXBX两盐及其共饱液的三相区，两盐及其共饱液的三相区，AXAX、BXBX两盐的结晶区；两盐的结晶区；E2PBXBYE2PBXBY表示表示BXBX、BYBY两盐及其共饱液的三相区，两盐及其共饱液的三相区，BXBX、BYBY两盐的结晶区；两盐的结晶区；E3EBYAYE3EBYAY表示表示BYBY、AYAY两盐及其共饱液的三相区，两盐及其共饱液的三相区，BY
37、BY、AYAY两盐的结晶区；两盐的结晶区；E4EAXAYE4EAXAY表示表示AXAX、AYAY两盐及其共饱液的三相区，两盐及其共饱液的三相区，AXAX、AYAY两盐的结晶区；两盐的结晶区；EPAXBYEPAXBY表示表示AXAX、BYBY两盐及其共饱液的三相区，两盐及其共饱液的三相区，AXAX、BYBY两盐的结晶区。两盐的结晶区。 F=C-P=4-3=1F=C-P=4-3=1AXBXBYAYQSRETPE4E3E1E2W（4 4）三角锥体）三角锥体三固一液共存区三固一液共存区EAXAYBYEAXAYBY表示表示AXAX、AYAY、BYBY三盐及其共饱液的四相区，三盐及其共饱液的四相区，AXA
38、X、AYAY、BYBY三盐的结晶区；三盐的结晶区；PAXBXBYPAXBXBY表示表示AXAX、BXBX、BYBY三盐及其共饱液的四相区，三盐及其共饱液的四相区，AXAX、BXBX、BYBY三盐的结晶区。三盐的结晶区。 F=C-P=4-4=0F=C-P=4-4=0AXBXBYAYQSRETPE4E3E1E2W第一节第一节 图形表示法图形表示法七、等温立体图的投影七、等温立体图的投影1 1放射投影法放射投影法 这种投影方法是这种投影方法是以水组分的顶点为以水组分的顶点为点光源，以棱锥体点光源，以棱锥体的底面为投影面进的底面为投影面进行放射投影。按这行放射投影。按这种投影关系，棱锥种投影关系，棱锥
39、体上侧面的投影为体上侧面的投影为一条线，侧棱投影一条线，侧棱投影为一个点，空间饱为一个点，空间饱和面投影为一个区和面投影为一个区域，包括面上的共域，包括面上的共饱点。将图饱点。将图4-104-10放放射投影后，可以得射投影后，可以得到图到图4-114-11。第一节第一节 图形表示法图形表示法七、等温立体图的投影七、等温立体图的投影2 2正交投影图正交投影图 以棱锥和棱柱底面以棱锥和棱柱底面为投影面，以垂直为投影面，以垂直于投影面的平行光于投影面的平行光线进行正投影，即线进行正投影，即得到正交投影图，得到正交投影图，如图如图4-114-11、图、图4-124-12。第一节第一节 图形表示法图形表
40、示法八、等温立体图的截面八、等温立体图的截面等水图等水图 在四元等温立体图的某一含水量相等位置上用平面相截，得在四元等温立体图的某一含水量相等位置上用平面相截，得到的截面图就是等水截面，如图到的截面图就是等水截面，如图4-134-13所示。它是一个与底面平行所示。它是一个与底面平行的图形，它在各盐饱和面上分别截得曲线，表示同一等水面上各的图形，它在各盐饱和面上分别截得曲线，表示同一等水面上各盐的饱和溶液含水量都相同。盐的饱和溶液含水量都相同。 第一节第一节 图形表示法图形表示法九、多温立体图及其投影九、多温立体图及其投影 多温干基立体图可以看成是一系列多温干基立体图可以看成是一系列等温干基图按
41、温度变化平行排列而成，等温干基图按温度变化平行排列而成，并把同类的图形点用平滑的曲线连接起并把同类的图形点用平滑的曲线连接起来，如图来，如图4-144-14所示。所示。1 1）共饱面（二盐）：图中）共饱面（二盐）：图中AXAX与与BXBX盐的共饱线盐的共饱线在多温投影图中连成一个曲面在多温投影图中连成一个曲面E EF FQOEQOE。这曲面就代表不同温度下。这曲面就代表不同温度下AXAX盐盐和和BXBX盐的共饱溶液面，其余类推。盐的共饱溶液面，其余类推。2 2）共饱线（三盐）：如图中）共饱线（三盐）：如图中AXAX、BXBX、BYBY的共的共饱溶液点在多温干基图中连成一条曲线饱溶液点在多温干基
42、图中连成一条曲线E EO,O,它表示在不同温度下的三个固相它表示在不同温度下的三个固相的共饱溶液线，余类推。的共饱溶液线，余类推。3 3）饱和体：多温干基立体图被双固相共饱面）饱和体：多温干基立体图被双固相共饱面分割成四个空间，它分别代表分割成四个空间，它分别代表AXAX、BXBX、BYBY、AYAY四种盐的饱和溶液体。四种盐的饱和溶液体。 可见盐对共饱线是相互转化的。可见盐对共饱线是相互转化的。第二节第二节 相图的绘制和认识相图的绘制和认识一、干基图、水图的标绘一、干基图、水图的标绘1.1.作图步骤作图步骤1 1）分析数据）分析数据 首先看各离子的含量，确定这些数据是几元体系的。首先看各离子
43、的含量，确定这些数据是几元体系的。含有四种离子的体系是四元体系，只有三种离子的含有四种离子的体系是四元体系，只有三种离子的体系是三元体系，只有两种离子的体系是二元体系。体系是三元体系，只有两种离子的体系是二元体系。 对干基图只需要四元及三元共饱点的数据即可绘制。对干基图只需要四元及三元共饱点的数据即可绘制。一般数据手册中会同时给出这些数据，如表一般数据手册中会同时给出这些数据，如表4-34-3所所示。示。NaCl（A）-KCl（B）-NH4Cl（C）-H2O（W）体系）体系15数据数据体系情况体系情况编号编号液相组成液相组成克克/100克盐克盐固相固相符号符号NaClKClNH4ClH2O干基
44、干基水图水图简简单单四四元元体体系系包包括括的的三三元元体体系系包括的二包括的二元体系元体系A-W110000279.5NaClAAB-W201000303.9KClBBC-W300100283.9NH4ClCCA-B-W482.517.50249.7NaCl566.333.70221.1NaCl+KClE1E1637.362.00270.6KClA-C-W778.6021.4250.3NaCl856.2043.8217.5NaCl+NH4ClE3E3933.45066.6244.8NH4ClB-C-W10065.035.0272.4KCl11034.365.7223.6KCl+NH4ClE2
45、E212018.981.1254.6NH4Cl四元体系四元体系A-B-C-W1354.524.521.0204.3NaCl+KCl1452.66.2541.2209.4NaCl+NH4Cl1527.024.548.0204.0KCl+NH4Cl1645.019.935.1189.2NaCl+KClEE第二节第二节 相图的绘制和认识相图的绘制和认识一、干基图、水图的标绘一、干基图、水图的标绘1.1.作图步骤作图步骤2 2）标点）标点l在建立了干基图及水图坐标后，首先要根据盐的含量比例关在建立了干基图及水图坐标后，首先要根据盐的含量比例关系，直接标在干基三角形或干基正方形上。系，直接标在干基三角形
46、或干基正方形上。l系统点在水图上的位置，只需要将干基图上的系统点垂直向系统点在水图上的位置，只需要将干基图上的系统点垂直向上提高到系统含水量的刻度上加以标点即可。上提高到系统含水量的刻度上加以标点即可。l依次将表中所有的点一一标入图中。根据投影关系，可知二、依次将表中所有的点一一标入图中。根据投影关系，可知二、三元体系的点在干基三角形或干基正方形的顶点、边上，只三元体系的点在干基三角形或干基正方形的顶点、边上，只有四元体系的系统点才落在干基三角形或干基正方形内部。有四元体系的系统点才落在干基三角形或干基正方形内部。l作水图时，要选择一个侧面，以便使所需要的饱和面上尽可作水图时，要选择一个侧面，
47、以便使所需要的饱和面上尽可能没有或少有交叉线，这样会使图面更为清晰和醒目。能没有或少有交叉线，这样会使图面更为清晰和醒目。第二节第二节 相图的绘制和认识相图的绘制和认识一、干基图、水图的标绘一、干基图、水图的标绘1.1.作图步骤作图步骤3 3）连线）连线（1 1）属于三元体系的点要在各自所属的同一个三元体系内，）属于三元体系的点要在各自所属的同一个三元体系内，按具有按具有一个共同平衡固相的点可连的原则连线，一个共同平衡固相的点可连的原则连线，结果，干基图上的结果，干基图上的每一条边都连起来了。水图上表示了三元等温图的单固相饱每一条边都连起来了。水图上表示了三元等温图的单固相饱和溶液曲线。因此，
48、干基图上看不出三元体系溶解度的变化，和溶液曲线。因此，干基图上看不出三元体系溶解度的变化，而在水图上可以看出。因为水图上形成了而在水图上可以看出。因为水图上形成了g g水水/100g/100g盐或盐或molmol水水/100mol/100mol盐表示组成的三元等温图。盐表示组成的三元等温图。（2 2）属于纯四元体系的点加上三盐共饱点，）属于纯四元体系的点加上三盐共饱点，则按有两个共同平衡的则按有两个共同平衡的固相点可连的原则进行，这样固相点可连的原则进行，这样连得的曲线是双固相的共饱溶连得的曲线是双固相的共饱溶液线液线。图图4 41616中中5 5、1313、1616点可连，其共同平衡固相为点
49、可连，其共同平衡固相为NaClNaCl和和KClKCl。其余类推。其余类推。第二节第二节 相图的绘制和认识相图的绘制和认识一、干基图、水图的标绘一、干基图、水图的标绘1.1.作图步骤作图步骤4 4）相图的检验）相图的检验l一是平衡数据出现了几种固相，干基图中就应有几一是平衡数据出现了几种固相，干基图中就应有几个区与之对应；个区与之对应；l二是干基图中的每个共饱点（三盐共饱）上应引出二是干基图中的每个共饱点（三盐共饱）上应引出三条线，一般不多也不少。三条线，一般不多也不少。 一、干基图、水图的标绘一、干基图、水图的标绘2.2.干基图中各区的意义干基图中各区的意义（1 1）面：）面：AEAE1 1
50、EEEE3 3表示表示A A盐的结晶区，代表干盐盐的结晶区，代表干盐含量；含量；BEBE1 1EEEE2 2表示表示B B盐的结晶区，代表干盐盐的结晶区，代表干盐含量；含量；CECE2 2EEEE3 3表示表示C C盐的结晶区，代表干盐盐的结晶区，代表干盐含量。含量。A AE E1 1E EE E3 3表示表示A A盐的结晶区，盐的结晶区，代表水含量；代表水含量；B BE E1 1E EE E2 2表示表示B B盐的结晶区，盐的结晶区，代表水含量；代表水含量；C CE E2 2E EE E3 3表示表示C C盐的结晶区，盐的结晶区，代表水含量。代表水含量。CNH4ClA12B3KClNaCl1
51、ABEE3E2E1C23456789101112131514163002001000BC45678141613159121110EE3E1E2克克/100克盐克盐一、干基图、水图的标绘一、干基图、水图的标绘2.2.干基图中各区的意义干基图中各区的意义（2）线：E1E表示A、B两盐的共饱线，代表干盐含量；E2E表示B、C两盐的共饱线，代表干盐含量；E3E表示A、C两盐的共饱线，代表干盐含量。E1E表示A、B两盐的共饱线，代表水含量；E2E表示B、C两盐的共饱线，代表水含量；E3E表示A、C两盐的共饱线，代表水含量。区域间的交线是双固相的共饱溶液线，共有三对六条。CNH4ClA12B3KClNaC
52、l1ABEE3E2E1C23456789101112131514163002001000BC45678141613159121110EE3E1E2克克/100克盐克盐一、干基图、水图的标绘一、干基图、水图的标绘2.2.干基图中各区的意义干基图中各区的意义（3 3）点：）点：E E点点表示表示A A、B B、C C盐的三盐的三盐共饱点，代表干盐含盐共饱点，代表干盐含量。量。E E点点表示表示A A、B B、C C盐的盐的三盐共饱点，代表水含三盐共饱点，代表水含量。量。 交点是三固相的共饱溶交点是三固相的共饱溶液点，共有一对两点。液点，共有一对两点。A12B3CNH4ClKClNaCl1ABEE3
53、E2E1C23456789101112131514163002001000BC45678141613159121110EE3E1E2克克/100克盐克盐第二节第二节 相图的绘制和认识相图的绘制和认识一、干基图、水图的标绘一、干基图、水图的标绘l立体图、干基图、水图上的点、线、面等几何立体图、干基图、水图上的点、线、面等几何要素是按投影关系对应的。要素是按投影关系对应的。l干基图只能反映干盐之间的关系，不能反映含干基图只能反映干盐之间的关系，不能反映含水量的多少；但干基图上却可以表示液相中干水量的多少；但干基图上却可以表示液相中干盐间的关系，也可表示任何固相及系统点的干盐间的关系，也可表示任何固
54、相及系统点的干盐间关系。盐间关系。l水图上只能反映出相对含水量的多少，水图上只能反映出相对含水量的多少，l只有综合应用干基图和水图，才能全面了解系只有综合应用干基图和水图，才能全面了解系统所处的状态。统所处的状态。第二节第二节 相图的绘制和认识相图的绘制和认识二、各类相图的认识二、各类相图的认识 1 1干基图的几何特征干基图的几何特征型水合物的相图几何特征是：型水合物的相图几何特征是：水合物的饱和溶液面取代了它相应无水合物的饱和溶液面取代了它相应无水盐的饱和溶液面水盐的饱和溶液面。型水合物的相图几何特征是：型水合物的相图几何特征是：水合物及相对应的无水盐的饱和溶液水合物及相对应的无水盐的饱和溶
55、液面同时存在面同时存在。BAC（NaHCO3）（Na2SO4）（NaCl）E3E2E1542AS10CE3E4E2E1EQABC（NaCl）（Na2SO4）（NaHCO3）S10ABC第二节第二节 相图的绘制和认识相图的绘制和认识二、各类相图的认识二、各类相图的认识 1 1干基图的几何特征干基图的几何特征同成分复盐的相图几何特征是：同成分复盐的相图几何特征是：复盐固相点位于其饱和面区域内，包复盐固相点位于其饱和面区域内，包括位于边上的点括位于边上的点。异成分复盐的相图几何特征是：异成分复盐的相图几何特征是：复盐固相点位于其饱和面区域之外复盐固相点位于其饱和面区域之外。AABBCCGGEPAAB
56、BCCDDE1E2第二节第二节 相图的绘制和认识相图的绘制和认识二、各类相图的认识二、各类相图的认识 2 2共饱点的性质共饱点的性质 四元体系共饱点一般是对三个固相饱和的。在四元体系四元体系共饱点一般是对三个固相饱和的。在四元体系中规定：中规定：（1 1）与共饱点处于平衡的三个固相点构成的三角形，为该共）与共饱点处于平衡的三个固相点构成的三角形，为该共饱点的相应三角形；饱点的相应三角形；（2 2）当共饱点位于相应三角形之内或边上时，该共饱点为相）当共饱点位于相应三角形之内或边上时，该共饱点为相称共饱点；称共饱点；（3 3）如共饱点被抛在相应三角形之外，则该共饱点是不相称）如共饱点被抛在相应三角
57、形之外，则该共饱点是不相称共饱点的第一种类型；共饱点的第一种类型； 如共饱点的相应三角形已退化为一条直线，这个共饱点如共饱点的相应三角形已退化为一条直线，这个共饱点是不相称共饱点的第二种类型。是不相称共饱点的第二种类型。第二节第二节 相图的绘制和认识相图的绘制和认识二、各类相图的认识二、各类相图的认识 2 2共饱点的性质共饱点的性质 图图4-19中的中的P、Q、R点点属于不相称共饱点第一属于不相称共饱点第一种类型，而种类型，而O点属于不点属于不相称共饱点第二种类型，相称共饱点第二种类型，S点是相称共饱点。点是相称共饱点。 第三节第三节 过程向量法及其应用过程向量法及其应用一、过程向量一、过程向
58、量 过程向量法是根据相图的基本原理和规律，过程向量法是根据相图的基本原理和规律，结合图形表示法的特点，由向量法则推演出的一种结合图形表示法的特点，由向量法则推演出的一种简捷方法，也称为结晶向量法。它是相图分析的重简捷方法，也称为结晶向量法。它是相图分析的重要方法。在相图研究中，过程向量指的是，当系统要方法。在相图研究中，过程向量指的是，当系统发生了某一过程，如蒸发、加水、加热、冷却、冷发生了某一过程，如蒸发、加水、加热、冷却、冷冻、溶解、结晶、加盐、干燥时，冻、溶解、结晶、加盐、干燥时，在相图上用来表在相图上用来表示某一特定系统（在水盐体系中通常是液相）变化示某一特定系统（在水盐体系中通常是液
59、相）变化趋势的箭头，称为过程向量趋势的箭头，称为过程向量，或过程矢量。，或过程矢量。 过程向量法主要用于判断过程发生的情况，即过程向量法主要用于判断过程发生的情况，即液相组成的变化、方向和路线，以及固相的析出、液相组成的变化、方向和路线，以及固相的析出、溶解或保持不变等状态的判定。溶解或保持不变等状态的判定。第三节第三节 过程向量法及其应用过程向量法及其应用二、过程向量分析二、过程向量分析1.1.一固一液平衡一固一液平衡 一固一液平衡时，系一固一液平衡时，系统的相数为统的相数为2 2，自由度也，自由度也为为2 2，液相可以在二度空，液相可以在二度空间即在平面上变化如图间即在平面上变化如图4 4
60、2222所示。所示。B B盐饱和面上盐饱和面上的的M M、N N点是点是B B盐与液相处盐与液相处于平衡状态。蒸发时于平衡状态。蒸发时B B盐盐析出，其过程向量如箭头析出，其过程向量如箭头b b所示。所示。第三节第三节 过程向量法及其应用过程向量法及其应用二、过程向量分析二、过程向量分析2.2.两固一液平衡两固一液平衡 系统的相数为系统的相数为3 3，自，自由度为由度为1 1，故液相的变，故液相的变化可以用一条直线来表化可以用一条直线来表示。示。不管发生什么相变不管发生什么相变过程，液相只能被限定过程，液相只能被限定在双固相共饱溶液线上在双固相共饱溶液线上变化，而不得离开它。变化，而不得离开它
61、。第三节第三节 过程向量法及其应用过程向量法及其应用二、过程向量分析二、过程向量分析3.3.三固一液平衡三固一液平衡 P=4P=4，F=0F=0，说明此时，说明此时液液相的组成不容改变，保持相的组成不容改变，保持在一个点上不动。在一个点上不动。如图如图4 42222中，有三个固相与共中，有三个固相与共饱点饱点E E的液相共存，蒸发的液相共存，蒸发时，三个固相析出，此时时，三个固相析出，此时液相点有三个过程向量液相点有三个过程向量a a、b b、c c。但相律规定，只有。但相律规定，只有这三个向量之和为零时，这三个向量之和为零时，才能使液相才能使液相E E的组成保持的组成保持不变。不变。第三节第
62、三节 过程向量法及其应用过程向量法及其应用二、过程向量分析二、过程向量分析以下为过程向量法的具体应以下为过程向量法的具体应用步骤。用步骤。（1 1）首先确定与液相平衡的）首先确定与液相平衡的固相点的确切组成，并固相点的确切组成，并把这些固相点在相图上把这些固相点在相图上标明。标明。（2 2）初步分析时，可先假设）初步分析时，可先假设蒸发时平衡固相都析出，蒸发时平衡固相都析出，并画出其过程向量，如并画出其过程向量，如与过程向量分析相符合，与过程向量分析相符合，即可判定此时确定是平即可判定此时确定是平衡固相都析出衡固相都析出( (见见4-234-23图图K K点点) )。B第三节第三节 过程向量法
63、及其应用过程向量法及其应用 二、过程向量分析二、过程向量分析 （3 3）若与过程向量分析结论不若与过程向量分析结论不符，应考虑其中有些固相要溶解，符，应考虑其中有些固相要溶解，箭头方向要调转箭头方向要调转( (见见4-234-23图图L L点点) )。蒸发时应遵从的规律是：复盐与蒸发时应遵从的规律是：复盐与构成复盐的单盐相比，应是单盐构成复盐的单盐相比，应是单盐溶解，复盐析出；水合物与相应溶解，复盐析出；水合物与相应的无水盐比较，应是水合物溶解，的无水盐比较，应是水合物溶解，无水盐析出，或含结晶水少的水无水盐析出，或含结晶水少的水合物析出，含结晶水多的水合物合物析出，含结晶水多的水合物溶解。溶
64、解。加水过程的结论正好相反。加水过程的结论正好相反。在共饱点上进行过程向量分析时，在共饱点上进行过程向量分析时，如果一个过程向量调转方向仍不如果一个过程向量调转方向仍不能平衡时，可以考虑第二个过程能平衡时，可以考虑第二个过程向量也调转方向向量也调转方向( (见见4-234-23图图P P点点) )。B第三节第三节 过程向量法及其应用过程向量法及其应用二、过程向量分析二、过程向量分析（4 4）在共饱点上，如有两个过）在共饱点上，如有两个过程向量已在同一直线上程向量已在同一直线上达到平衡，则第三个向达到平衡，则第三个向量应为零量应为零( (如图如图4-24Q4-24Q点点) )。（5 5）如果某一
65、过程的向量分析）如果某一过程的向量分析难以确定，则可从不饱难以确定，则可从不饱和溶液的蒸发开始，分和溶液的蒸发开始，分析它的全过程，这样就析它的全过程，这样就易于确定液相点变化的易于确定液相点变化的全过程。如果能对立体全过程。如果能对立体图进行向量分析，过程图进行向量分析，过程就会更加清晰。就会更加清晰。 第四节第四节 等温蒸发过程分等温蒸发过程分析及含水量界限点的确定析及含水量界限点的确定例例4 44 4体系中体系中M M（M M0 0）的的25 25 等温蒸发过等温蒸发过程分析（见图程分析（见图4 42525）第一阶段：因第一阶段：因M M点处在点处在B B区，区，蒸发时首先析出蒸发时首先
66、析出B B盐，盐，此阶段为浓缩阶段，此阶段为浓缩阶段，干基图上干基图上M M点不动，点不动，并与液相点重合并与液相点重合; ;水水图上系统点由图上系统点由M M0 0 至至M M1 1100200300g/100gSg/100gSB278FKPTE179C113.5SM0M1M2M3M4M5RQG63.676ZABCNTACGEPKMRQNSB KClBANaClMgCl2CarCarBisF例例4 44 4体系中体系中M M（M M0 0）的）的25 25 等温蒸发过程分析等温蒸发过程分析第二阶段：第二阶段：KClKCl开始析出，干开始析出，干基图上固相点在基图上固相点在B B点不动，点不动
67、，液相点由液相点由M M到到K K。水图上，水图上，固相点在固相点在B B点不动，液相点不动，液相点由点由M M1 1到到K K，本阶段最，本阶段最后系统点应在固相点后系统点应在固相点B B与与液相点液相点K K的连线与系统的连线与系统竖线的交点竖线的交点M M2 2上。上。100200300g/100gSg/100gSB278FKPTE179C113.5SM0M1M2M3M4M5RQG63.676ZABCNTACGEPKMRQNSB KClBANaClMgCl2CarCarBisF例例4 44 4体系中体系中M M（M M0 0）的）的25 25 等温蒸发过程分析等温蒸发过程分析第三阶段：液
68、相点在第三阶段：液相点在KPKP线上，线上，KClKCl与与NaClNaCl共析，液相点共析，液相点由由K K到到P P，固相点应在，固相点应在P P点点与与M M点的连线点的连线PMPM与与ABAB连线连线的交点的交点S S上，即本阶段固上，即本阶段固相点由相点由B B到到S S。水图上液水图上液相点对应地由相点对应地由K K到到P P，固相点从固相点从B B到到S S。本阶。本阶段最后系统点是段最后系统点是P PS S与系统竖直线的交点与系统竖直线的交点M M3 3。 100200300g/100gSg/100gSB278FKPTE179C113.5SM0M1M2M3M4M5RQG63.6
69、76ZABCNTACGEPKMRQNSB KClBANaClMgCl2CarCarBisF例例4 44 4体系中体系中M M（M M0 0）的）的25 25 等温蒸发过程分析等温蒸发过程分析第四阶段：由向量分析知，在第四阶段：由向量分析知，在P P点发生了点发生了NaClNaCl和和CarCar共析、共析、KClKCl溶解的过程，溶解的过程，P P点不动。点不动。总固相点在总固相点在AGBAGB内运动，内运动，又要在又要在PMPM连线上，即沿连线上，即沿SMPSMP从从S S向向M M运动，在未到运动，在未到M M点之点之前，先到达前，先到达AGBAGB的的AGAG边上边上的的Q Q点，此时总
70、固相中点，此时总固相中KClKCl已溶完。已溶完。水图上，液相点水图上，液相点P P不动，总固相点由不动，总固相点由S S到到Q Q（Q Q是水图上是水图上AGAG边边上的一点）。本阶段最后上的一点）。本阶段最后的系统点在液相点的系统点在液相点P P与固与固相点相点Q Q的连线与系统竖线的连线与系统竖线交点交点M M4 4上。上。100200300g/100gSg/100gSB278FKPTE179C113.5SM0M1M2M3M4M5RQG63.676ZABCNTACGEPKMRQNSB KClBANaClMgCl2CarCarBisF例例4 44 4体系中体系中M M（M M0 0）的）的
71、25 25 等温蒸发过程分析等温蒸发过程分析第五阶段：由于第五阶段：由于KClKCl溶解完，溶解完，液相沿液相沿PEPE变化。变化。NaClNaCl和和CarCar共析，液相由共析，液相由P P点到点到E E点，总固相在点，总固相在AGAG连线上，连线上，即由即由Q Q到到R R，R R点是点是EMEM连线连线与与AGAG的交点。的交点。水图上，水图上，液相点由液相点由P P到到E E，总，总固相点由固相点由Q Q至至R R，R R在在AGAG连线上与连线上与R R对应处。对应处。最后系统点为最后系统点为E ER R连连线与系统竖线的交点线与系统竖线的交点M M5 5上。上。100200300
72、g/100gSg/100gSB278FKPTE179C113.5SM0M1M2M3M4M5RQG63.676ZABCNTACGEPKMRQNSB KClBANaClMgCl2CarCarBisF例例4 44 4体系中体系中M M（M M0 0）的）的25 25 等温蒸发过程分析等温蒸发过程分析第六阶段：液相点到第六阶段：液相点到E E，对，对BisBis也饱和了。蒸发时也饱和了。蒸发时NaClNaCl、CarCar、BisBis共析，在共析，在E E点蒸点蒸干，总固相点在干，总固相点在EMEM连线连线上，又要在之上，又要在之AGCAGC内，内，应从应从R R到到M M。水图上，液水图上，液相点
73、在相点在E E点，总固相点点，总固相点应在应在AGAGC C内的内的C CR R连线与系统竖线的交连线与系统竖线的交点上点上M M6 6。图中未能画出。图中未能画出。 100200300g/100gSg/100gSB278FKPTE179C113.5SM0M1M2M3M4M5RQG63.676ZABCNTACGEPKMRQNSB KClBANaClMgCl2CarCarBisF例例4 44 4体系中体系中M M（M M0 0）的）的2525等温蒸发过程分析等温蒸发过程分析阶段阶段一一二二三三四四五五六六过程情况过程情况未饱和溶液未饱和溶液浓缩浓缩KClKCl析出析出KCl+NaClKCl+Na
74、Cl共共析析NaClNaClCarCar共析共析KClKCl溶解溶解NaClNaClCarCar共析共析NaClNaClCarCarBisBis共析共析干干基基图图系统点系统点M M点不动点不动液相点液相点M MMKMKKPKPP PPEPEEE消失消失固相点固相点无无B BBSBSSQSQQRQRRMRM水水图图系统点系统点M M0 0MM1 1M M1 1MM2 2M M2 2MM3 3M M3 3MM4 4M M4 4MM5 5M M5 5MM6 6液相点液相点M M0 0MM1 1M M1 1KKK KPPP PP PEEE E消失消失固相点固相点无无B B BSBSS SQQQ QR
75、RR RM M6 6第五节第五节 系统平衡状态的确定系统平衡状态的确定一、系统平衡状态的确定方法一、系统平衡状态的确定方法1.1.一固一液平衡状态的确定一固一液平衡状态的确定 在在四四元元体体系系等等温温立立体体图图中中，一一固固一一液液平平衡衡状状态态的的几几何何图图形形是是多多角角锥锥体体。显显然然，要要制制取取某某盐盐的的单单一一固固相相的的基基本本条条件件就就是是：使使系系统统点点落入立体图中该多角锥体之内。落入立体图中该多角锥体之内。这种平衡状态的固、液相点是容易确这种平衡状态的固、液相点是容易确定的。（首先可确定固相点）定的。（首先可确定固相点） 第五节第五节 系统平衡状态的确定系
76、统平衡状态的确定一、系统平衡状态的确定方法一、系统平衡状态的确定方法2 2两固一液平衡状态的确定两固一液平衡状态的确定（1 1）尝试逼近法尝试逼近法 由于两固一液平衡状态的由于两固一液平衡状态的液相点及总固相点都是变化液相点及总固相点都是变化的，所以不能直接通过直线的，所以不能直接通过直线规则确定固、液相点的位置。规则确定固、液相点的位置。通过尝试作图，逐步逼近来通过尝试作图，逐步逼近来确定与系统点相应的液相点、确定与系统点相应的液相点、总固相点位置的方法，以图总固相点位置的方法，以图4-284-28中的系统点中的系统点M M点为例。点为例。 第五节第五节 系统平衡状态的确定系统平衡状态的确定
77、一、系统平衡状态的确定方法一、系统平衡状态的确定方法3.3.三固一液平衡状态的确定三固一液平衡状态的确定 三固一液平衡时，自由度为零，液三固一液平衡时，自由度为零，液相点不动相点不动，总固相点在三个固相点，总固相点在三个固相点构成的三角形内变化以图构成的三角形内变化以图4-254-25为例，为例，某系统含水量在某系统含水量在M M3 3和和M M4 4之间，液相点之间，液相点在在P P点不动，总固相在点不动，总固相在S S和和Q Q之间变化，之间变化，如系统点处于如系统点处于M M3 3和和M M4 4之间，可断定是之间，可断定是KClKCl、CarCar、NaClNaCl三固相与溶液三固相与
78、溶液P P共存。共存。总固相点的确定方法是先在水图上总固相点的确定方法是先在水图上过液相点过液相点P P与系统点连直线，交与系统点连直线，交S SQ Q线于线于N N点，即是总固相点。点，即是总固相点。再于再于SQSQ线上找到线上找到N N点，就是干基图上点，就是干基图上的总固相点，这种方法也用于已知的总固相点，这种方法也用于已知总固相后求系统点。总固相后求系统点。100200300g/100gSg/100gSB278FKPTE179C113.5SM0M1M2M3M4M5RQG63.676ZABCNTACGEPKMRQNSB KClBANaClMgCl2CarCarBisF第六节第六节 交互四
79、元体系相图交互四元体系相图一稳定盐对与不稳定盐对一稳定盐对与不稳定盐对1 1概念：概念： 在不生成水合盐与复盐的四元交互体系相图中，在不生成水合盐与复盐的四元交互体系相图中，我们我们把能以固相形式共存（相区相邻）的两个盐构把能以固相形式共存（相区相邻）的两个盐构成的盐对叫稳定盐对。成的盐对叫稳定盐对。把不能以固相形式共存（相把不能以固相形式共存（相区相隔）的两个盐构成的盐对叫做不稳定盐对。区相隔）的两个盐构成的盐对叫做不稳定盐对。在在转变点处，两个盐对都是稳定的。稳定盐对的转变转变点处，两个盐对都是稳定的。稳定盐对的转变有一个温度范围，此范围可以理解为一个过渡区。有一个温度范围，此范围可以理解
80、为一个过渡区。第六节第六节 交互四元体系相图交互四元体系相图一稳定盐对与不稳定盐对一稳定盐对与不稳定盐对2 2判断：判断： 判定一个盐对是否稳定，一般用溶度积判定一个盐对是否稳定，一般用溶度积来决定。溶度积小的是稳定盐对。来决定。溶度积小的是稳定盐对。第六节第六节 交互四元体系相图交互四元体系相图一稳定盐对与不稳定盐对一稳定盐对与不稳定盐对3 3不同温度下相互盐对稳定性的转化不同温度下相互盐对稳定性的转化共饱点的相称性判别：共饱点的相称性判别：（1 1）若共饱点在其本身的三种盐所构成的）若共饱点在其本身的三种盐所构成的内则为相称内则为相称点，图点，图中中P P2 2点在点在BCDBCD内，则为
81、相称点。内，则为相称点。（2 2）若共饱点在其本身的三种盐所构成的）若共饱点在其本身的三种盐所构成的外则为非相外则为非相称点，图称点，图中中P P1 1点在点在ABDABD外，则为非相称点。外，则为非相称点。一稳定盐对与不稳定盐对一稳定盐对与不稳定盐对3 3不同温度下相互盐对稳定性的转化不同温度下相互盐对稳定性的转化结论：结论：稳定盐对稳定盐对 不稳定盐对。不稳定盐对。t3t1t2t4t5第六节第六节 交互四元体系相图交互四元体系相图二交互四元体系相图蒸发过程分析二交互四元体系相图蒸发过程分析干盐图上蒸发过程的分析干盐图上蒸发过程的分析 1.1.共饱点为相称点的蒸发过程（共饱点为相称点的蒸发过
82、程（P P1 1在在BCDBCD中）中）（1 1）如图当饱和溶液的组成点为）如图当饱和溶液的组成点为m m时的蒸发过程时的蒸发过程四元相互体系等四元相互体系等温干盐图（温干盐图（）阶段阶段一一二二三三过程情况过程情况D D盐析出盐析出C+DC+D共析共析（C+B+DC+B+D）共）共析析系统点系统点m mm mm m液相点液相点mnmnnPnP1 1P P1 1( (干点干点) )固相点固相点D DDlDllmlm第六节第六节 交互四元体系相图交互四元体系相图二交互四元体系相图蒸发过程分析二交互四元体系相图蒸发过程分析干盐图上蒸发过程的分析干盐图上蒸发过程的分析 1.1.共饱点为相称点的蒸发过
83、程（共饱点为相称点的蒸发过程（P P1 1在在BCDBCD中）中）（2 2）当饱和溶液的组成点为）当饱和溶液的组成点为m m落在稳定盐对连线上时落在稳定盐对连线上时阶段阶段一一二二过程情况过程情况D D盐析出盐析出D+BD+B共析共析系统点系统点m mm m液相点液相点m mT TT T固相点固相点D DDmDm四元相互体系等四元相互体系等温干盐图（温干盐图（）第六节第六节 交互四元体系相图交互四元体系相图二交互四元体系相图蒸发过程分析二交互四元体系相图蒸发过程分析2.2.共饱点为不相称点的蒸发过程共饱点为不相称点的蒸发过程（1 1）当饱和溶液的组成点为）当饱和溶液的组成点为m m1 1时，（
84、时，（m m1 1点和共饱点点和共饱点P P1 1在稳在稳定盐对的对角线两侧）定盐对的对角线两侧）四元相互体系等四元相互体系等温干盐图（温干盐图（）阶段阶段一一二二三三过程情况过程情况D D盐析出盐析出C+DC+D共析共析（B+DB+D）共析）共析C C溶解溶解系统点系统点m m1 1m m1 1m m1 1液相点液相点m m1 1nn1 1n n1 1PP1 1P P1 1（转熔点）（转熔点）固相点固相点D DDlDl1 1l l1 1mm1 1l1第六节第六节 交互四元体系相图交互四元体系相图二交互四元体系相图蒸发过程分析二交互四元体系相图蒸发过程分析2.2.共饱点为不相称点的蒸发过程共饱
85、点为不相称点的蒸发过程（2 2）当饱和溶液的组成点为）当饱和溶液的组成点为m m2 2时，（时，（m m2 2点和共饱点点和共饱点P P1 1在稳在稳定盐对的对角线同侧）定盐对的对角线同侧）阶段阶段一一二二三三四四五五过程情过程情况况DDD+CD+C共共析析D+BD+B共析，共析，C C溶溶解，解，D+BD+B共析共析D+B+AD+B+A共共析析系统点系统点m m2 2m m2 2m m2 2m m2 2m m2 2液相点液相点m m2 2nn2 2n n2 2PP1 1P P1 1 （转熔点）（转熔点）P P1 1PP2 2P P2 2（干（干点）点）固相点固相点D DDlDl2 2l l2
86、 2k k （k k在在BDBD连线上）连线上）KjKj（j j 点点A A盐盐饱和）饱和）jmjm2 2四元相互体系等四元相互体系等温干盐图（温干盐图（）l1n2l2第六节第六节 交互四元体系相图交互四元体系相图2.2.共饱点为不相称点的蒸发过程共饱点为不相称点的蒸发过程 注意：注意：不相称三盐系的形成，在不稳定盐对中有一不相称三盐系的形成，在不稳定盐对中有一种盐的溶解度过小，从而造成了这种盐在溶液中的种盐的溶解度过小，从而造成了这种盐在溶液中的短缺，所以，共饱液中稳定盐对大量析出时，溶回短缺，所以，共饱液中稳定盐对大量析出时，溶回该种盐类，发生如下转化：该种盐类，发生如下转化：C（固）（固
87、）+P1（液）（液）D+B。 这种转化，如若原始组成点在这种转化，如若原始组成点在m1时，直至蒸干；时，直至蒸干；若在若在m2时，这个转溶进行到固相组成点时，这个转溶进行到固相组成点k为止，即为止，即C盐溶完为止，盐溶完为止，k点在点在BD连线上说明其组成为连线上说明其组成为（B+D）盐而没有）盐而没有C盐。盐。第六节第六节 交互四元体系相图交互四元体系相图三、复分解反应制取化工产品三、复分解反应制取化工产品作为反应物的两种盐的溶解度在反应温度下作为反应物的两种盐的溶解度在反应温度下都比较大；而生成的产物的两种盐中，在反都比较大；而生成的产物的两种盐中，在反应温度下应是一大一小，先分离出一种盐
88、，应温度下应是一大一小，先分离出一种盐，改变温度，再分离出另一种盐。改变温度，再分离出另一种盐。复分解反应后，生成一种溶解度很小的盐和复分解反应后，生成一种溶解度很小的盐和一种溶解度很大的盐。如碳酸铵和硫酸钙复一种溶解度很大的盐。如碳酸铵和硫酸钙复分解反应生成碳酸钙和硫酸铵，这时，可先分解反应生成碳酸钙和硫酸铵，这时，可先将碳酸钙过滤后除去，再将虑液蒸发制取硫将碳酸钙过滤后除去，再将虑液蒸发制取硫酸铵。酸铵。复分解反应生成的两种盐溶解度都很小，而复分解反应生成的两种盐溶解度都很小，而且它们的混合物就是产品。如用硫酸锌和硫且它们的混合物就是产品。如用硫酸锌和硫化钡生产硫化锌和硫酸钡二种沉淀，经过滤化钡生产硫化锌和硫酸钡二种沉淀，经过滤及洗涤、灼烧后，成为白色颜料立德粉。及洗涤、灼烧后，成为白色颜料立德粉。
