水盐体系相图及其应用学习教案

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1、会计学1水盐体系相图水盐体系相图(xin t)及其应用及其应用第一页，共31页。第一节第一节 简单二元水盐体系简单二元水盐体系(tx)(tx)相相图图一、相律特征一、相律特征(tzhng)(tzhng)二、坐标系二、坐标系三、简单二元水盐相图的标绘三、简单二元水盐相图的标绘四、简单相图的点、线、面的意义四、简单相图的点、线、面的意义第1页/共30页第二页，共31页。一、相律特征一、相律特征(tzhng)(tzhng) 组分数等于组分数等于组分数等于组分数等于2 2 2 2的体系是二元体系。它是由一种单盐和水组成，是水的体系是二元体系。它是由一种单盐和水组成，是水的体系是二元体系。它是由一种单盐

2、和水组成，是水的体系是二元体系。它是由一种单盐和水组成，是水盐体系中最简单的类型。盐体系中最简单的类型。盐体系中最简单的类型。盐体系中最简单的类型。例如，例如，例如，例如， KCl KCl KCl KClH2OH2OH2OH2O体系或书写为体系或书写为体系或书写为体系或书写为 K K K K/Cl-/Cl-/Cl-/Cl-H2OH2OH2OH2O体系体系体系体系二元水盐体系相律公式为：二元水盐体系相律公式为：二元水盐体系相律公式为：二元水盐体系相律公式为： F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3-P 可见，在二元体系中，处于平衡状态的相最多有

3、可见，在二元体系中，处于平衡状态的相最多有可见，在二元体系中，处于平衡状态的相最多有可见，在二元体系中，处于平衡状态的相最多有3 3 3 3个，因相数最少个，因相数最少个，因相数最少个，因相数最少为为为为1 1 1 1，故体系中可以自由变动的变量，故体系中可以自由变动的变量，故体系中可以自由变动的变量，故体系中可以自由变动的变量(binling)(binling)(binling)(binling)有有有有2 2 2 2个，即温度和溶个，即温度和溶个，即温度和溶个，即温度和溶液的浓度。浓度变量液的浓度。浓度变量液的浓度。浓度变量液的浓度。浓度变量(binling)(binling)(binli

4、ng)(binling)亦可以称为内部变量亦可以称为内部变量亦可以称为内部变量亦可以称为内部变量(binling)(binling)(binling)(binling)。第2页/共30页第三页，共31页。二、坐标系二、坐标系n n横坐标来表示横坐标来表示(biosh)(biosh)组成；组成；纵坐标来表示纵坐标来表示(biosh)(biosh)温度，温度，温度用温度用表示表示(biosh)(biosh)。n n横轴为一定长度，横轴为一定长度，等分为等分为100100份，份，左端点左端点W W表示表示(biosh)(biosh)纯水，纯水，右端点右端点S S（或用（或用其他符号）表示其他符号）表

5、示(biosh)(biosh)纯盐，纯盐，见图见图2 21 1。2冰+L（W）W20406080100S（S）-50050100150200250300t（）DC1345678910111213141516BA未饱和溶液(bo h rn y)LNaNO3+L冰+ NaNO3 NaNO3，%（wt） 图2-1 NaNO3H2O体系(tx)相图E第3页/共30页第四页，共31页。三、简单三、简单(jindn)(jindn)二元水盐相图的标绘二元水盐相图的标绘（1）应从溶解度手册中查出该体系(tx)的相平衡数据。 编号编号温度温度液相组成液相组成NaNONaNO3 3,%(wt),%(wt)平衡固相

6、平衡固相编号编号温度温度液相组成液相组成NaNONaNO3 3,%(wt),%(wt)平衡固相平衡固相1 10 00 0iceice9 9404051.251.2NaNONaNO3 32 2-5-513.513.5iceice1010606055.555.5NaNONaNO3 33 3-10-1025.025.0iceice1111808059.859.8NaNONaNO3 34 4-15-1534.034.0iceice121210010063.863.8NaNONaNO3 35 5-17.7-17.738.038.0ice+ NaNOice+ NaNO3 3131315015073.773

7、.7NaNONaNO3 36 6-10-1039.739.7NaNONaNO3 3141420020083.283.2NaNONaNO3 37 70 042.142.1NaNONaNO3 3151525025092.092.0NaNONaNO3 38 8202044.444.4NaNONaNO3 31616300300100.0100.0NaNONaNO3 3表2-1 NaNO3H2O体系(tx)相平衡数据第4页/共30页第五页，共31页。三、简单三、简单(jindn)(jindn)二元水盐相图的标绘二元水盐相图的标绘（2 2 2 2）相图的标绘完全符合连续原理）相图的标绘完全符合连续原理）相

8、图的标绘完全符合连续原理）相图的标绘完全符合连续原理和相应原理。和相应原理。和相应原理。和相应原理。 分析相平衡数据分析相平衡数据分析相平衡数据分析相平衡数据(shj)(shj)(shj)(shj)。 建立坐标系。建立坐标系。建立坐标系。建立坐标系。 标出数据标出数据标出数据标出数据(shj)(shj)(shj)(shj)点，并编号点，并编号点，并编号点，并编号标点。标点。标点。标点。 连溶解度曲线。连溶解度曲线。连溶解度曲线。连溶解度曲线。 确定有关固相的位置。确定有关固相的位置。确定有关固相的位置。确定有关固相的位置。 划分相区。划分相区。划分相区。划分相区。 2冰+L（W）W204060

9、80100S（S）-50050100150200250300t（）DC1345678910111213141516BA未饱和溶液LNaNO3+L冰+ NaNO3 NaNO3，%（wt） 图2-1 NaNO3H2O体系相图E第5页/共30页第六页，共31页。四、简单相图四、简单相图(xint)(xint)的点、线、的点、线、面的意义面的意义（1 1）纵轴）纵轴左纵轴为纯水一元体系，其中左纵轴为纯水一元体系，其中A A点为冰点，是液相水与固点为冰点，是液相水与固相冰处于相平衡状态的二相冰处于相平衡状态的二相点。相点。右纵轴为右纵轴为NaNO3NaNO3一元体系，其中一元体系，其中B B点为熔点，是

10、液态点为熔点，是液态(yti)NaNO3(yti)NaNO3与固相与固相NaNO3NaNO3处于平衡的二相点。处于平衡的二相点。 F=1-P+1=2-P F=1-P+1=2-P对于对于A A、B B两点，两点，P=2P=2，F=2-2F=2-20 02冰+L（W）W20406080100S（S）-50050100150200250300t（）DC1345678910111213141516BA未饱和溶液(bo h rn y)LNaNO3+L冰+ NaNO3 NaNO3，%（wt） 图2-1 NaNO3H2O体系相图E第6页/共30页第七页，共31页。四、简单相图四、简单相图(xint)(xin

11、t)的点、线、的点、线、面的意义面的意义（2 2 2 2）线）线）线）线曲线曲线曲线曲线BEBEBEBE是是是是NaNO3NaNO3NaNO3NaNO3在水中的溶解度曲线，在水中的溶解度曲线，在水中的溶解度曲线，在水中的溶解度曲线，它表示它表示它表示它表示NaNO3NaNO3NaNO3NaNO3的饱和溶液的饱和溶液的饱和溶液的饱和溶液(rngy)(rngy)(rngy)(rngy)。 曲线曲线曲线曲线AEAEAEAE是是是是NaNO3NaNO3NaNO3NaNO3溶液溶液溶液溶液(rngy)(rngy)(rngy)(rngy)的结冰的结冰的结冰的结冰线，也称为冰的溶解度曲线。线，也称为冰的溶解

12、度曲线。线，也称为冰的溶解度曲线。线，也称为冰的溶解度曲线。 F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3-P P=2 P=2 P=2 P=2，F=2-2+1=1F=2-2+1=1F=2-2+1=1F=2-2+1=1直线直线直线直线CEDCEDCEDCED是固相冰、固相是固相冰、固相是固相冰、固相是固相冰、固相NaNO3NaNO3NaNO3NaNO3及对冰及对冰及对冰及对冰与与与与NaNO3NaNO3NaNO3NaNO3都饱和的液相，是三相都饱和的液相，是三相都饱和的液相，是三相都饱和的液相，是三相共存的三相线。共存的三相线。共存的三相线。共存的三

13、相线。 P=3 P=3 P=3 P=3，F=3-3=0F=3-3=0F=3-3=0F=3-3=052冰+L（W）W20406080100S（S）-50050100150200250300t（）DC134678910111213141516BA未饱和溶液LNaNO3+L冰+ NaNO3 NaNO3，%（wt） 图2-1 NaNO3H2O体系相图E第7页/共30页第八页，共31页。四、简单相图四、简单相图(xint)(xint)的点、线、的点、线、面的意义面的意义（3）E点 它表示(biosh)冰与NaNO3两个固相平衡的饱和溶液，是低共熔冰盐合晶点，也是无变量点。P=3，F=3-3=02冰+L（

14、W）W20406080100S（S）-50050100150200250300t（）DC1345678910111213141516BA未饱和溶液LNaNO3+L冰+ NaNO3 NaNO3，%（wt） 图2-1 NaNO3H2O体系相图E第8页/共30页第九页，共31页。（4 4 4 4）区域）区域）区域）区域AEBAEBAEBAEB曲线曲线曲线曲线(qxin)(qxin)(qxin)(qxin)上方的区域表示不饱和相区上方的区域表示不饱和相区上方的区域表示不饱和相区上方的区域表示不饱和相区 。 F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3-P

15、P=1 P=1 P=1 P=1，F=2-1+1=2F=2-1+1=2F=2-1+1=2F=2-1+1=2封闭区封闭区封闭区封闭区BEDBBEDBBEDBBEDB是是是是NaNO3NaNO3NaNO3NaNO3固相与其饱和溶液共存区，固相与其饱和溶液共存区，固相与其饱和溶液共存区，固相与其饱和溶液共存区，也称为也称为也称为也称为NaNO3NaNO3NaNO3NaNO3的结晶区。的结晶区。的结晶区。的结晶区。 封闭区封闭区封闭区封闭区AECAAECAAECAAECA是冰与冰的饱和溶液共存区，也是冰与冰的饱和溶液共存区，也是冰与冰的饱和溶液共存区，也是冰与冰的饱和溶液共存区，也称为冰的结晶区。称为冰

16、的结晶区。称为冰的结晶区。称为冰的结晶区。 F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3-P P=2 P=2 P=2 P=2，F=2-2+1=1F=2-2+1=1F=2-2+1=1F=2-2+1=1长方形长方形长方形长方形CDSWCDSWCDSWCDSW是冰与纯是冰与纯是冰与纯是冰与纯NaNO3NaNO3NaNO3NaNO3二种纯固相的混合二种纯固相的混合二种纯固相的混合二种纯固相的混合共存区，是二相区。共存区，是二相区。共存区，是二相区。共存区，是二相区。 F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3-P F=2-P+1=3

17、-P P=2 P=2 P=2 P=2，F=2-2+1=1 F=2-2+1=1 F=2-2+1=1 F=2-2+1=1 四、简单相图四、简单相图(xint)(xint)的点、线、面的点、线、面的意义的意义2冰+L（W）W20406080100S（S）-50050100150200250300t（）DC1345678910111213141516BA未饱和溶液(bo h rn y)LNaNO3+L冰+ NaNO3 NaNO3，%（wt） 图2-1 NaNO3H2O体系相图E第9页/共30页第十页，共31页。第二节第二节 复杂二元水盐体系复杂二元水盐体系(tx)(tx)相图相图一、稳定水合物和不稳定

18、水合一、稳定水合物和不稳定水合物物二、复杂二元相图的标绘二、复杂二元相图的标绘三、水合盐相图分析三、水合盐相图分析(fnx)(fnx)四、转溶现象四、转溶现象第10页/共30页第十一页，共31页。一、稳定一、稳定(wndng)(wndng)水合物和不稳定水合物和不稳定(wndng)(wndng)水水合物合物 盐和水生成水合物，又叫水合盐。盐和水生成水合物，又叫水合盐。盐和水生成水合物，又叫水合盐。盐和水生成水合物，又叫水合盐。1.1.1.1.稳定水合盐稳定水合盐稳定水合盐稳定水合盐 这种水合盐加热至熔点熔化时，固相和液相有相同的组成，即水合盐无论在固态或熔化后的液态中，都有相同的组成，这种水合

19、盐加热至熔点熔化时，固相和液相有相同的组成，即水合盐无论在固态或熔化后的液态中，都有相同的组成，这种水合盐加热至熔点熔化时，固相和液相有相同的组成，即水合盐无论在固态或熔化后的液态中，都有相同的组成，这种水合盐加热至熔点熔化时，固相和液相有相同的组成，即水合盐无论在固态或熔化后的液态中，都有相同的组成，都能稳定的存在而不分解，因此，又称为有相合熔点的化合物，或称为同成分水合盐。都能稳定的存在而不分解，因此，又称为有相合熔点的化合物，或称为同成分水合盐。都能稳定的存在而不分解，因此，又称为有相合熔点的化合物，或称为同成分水合盐。都能稳定的存在而不分解，因此，又称为有相合熔点的化合物，或称为同成分

20、水合盐。2.2.2.2.不稳定水合盐不稳定水合盐不稳定水合盐不稳定水合盐 这种水合盐加热至一定温度时，不是简单的熔化，而是生成无水盐或含水少的水合盐及同时生成较水合盐含水量多的溶这种水合盐加热至一定温度时，不是简单的熔化，而是生成无水盐或含水少的水合盐及同时生成较水合盐含水量多的溶这种水合盐加热至一定温度时，不是简单的熔化，而是生成无水盐或含水少的水合盐及同时生成较水合盐含水量多的溶这种水合盐加热至一定温度时，不是简单的熔化，而是生成无水盐或含水少的水合盐及同时生成较水合盐含水量多的溶液，因而造成固液两相组成不一致液，因而造成固液两相组成不一致液，因而造成固液两相组成不一致液，因而造成固液两相

21、组成不一致(yzh)(yzh)(yzh)(yzh)。这个温度就是固液异组成物的。这个温度就是固液异组成物的。这个温度就是固液异组成物的。这个温度就是固液异组成物的“熔点熔点熔点熔点”，或叫不相称熔点。这个温度，或叫不相称熔点。这个温度，或叫不相称熔点。这个温度，或叫不相称熔点。这个温度实际上也是水合盐的分解温度，故称这种水合盐为异成分水合盐或不相称水合盐。实际上也是水合盐的分解温度，故称这种水合盐为异成分水合盐或不相称水合盐。实际上也是水合盐的分解温度，故称这种水合盐为异成分水合盐或不相称水合盐。实际上也是水合盐的分解温度，故称这种水合盐为异成分水合盐或不相称水合盐。3.3.3.3.判断判断判

22、断判断 稳定水合盐和不稳定水合盐的区别主要在于它们受热时呈现的不同现象。确定某一水合盐是否稳定，要通过实验来判稳定水合盐和不稳定水合盐的区别主要在于它们受热时呈现的不同现象。确定某一水合盐是否稳定，要通过实验来判稳定水合盐和不稳定水合盐的区别主要在于它们受热时呈现的不同现象。确定某一水合盐是否稳定，要通过实验来判稳定水合盐和不稳定水合盐的区别主要在于它们受热时呈现的不同现象。确定某一水合盐是否稳定，要通过实验来判定。定。定。定。 第11页/共30页第十二页，共31页。二、复杂二、复杂(fz)(fz)二元相图的标绘二元相图的标绘（1 1 1 1）分析数据；）分析数据；）分析数据；）分析数据；（2

23、 2 2 2）建立坐标系；）建立坐标系；）建立坐标系；）建立坐标系；（3 3 3 3）标出数据点，并编号标点；）标出数据点，并编号标点；）标出数据点，并编号标点；）标出数据点，并编号标点；（4 4 4 4）连溶解度曲线；）连溶解度曲线；）连溶解度曲线；）连溶解度曲线；（5 5 5 5）确定有关固相的位置，根据水和盐的组成，在图中画一条竖线，这条竖线叫固相组成竖直线；）确定有关固相的位置，根据水和盐的组成，在图中画一条竖线，这条竖线叫固相组成竖直线；）确定有关固相的位置，根据水和盐的组成，在图中画一条竖线，这条竖线叫固相组成竖直线；）确定有关固相的位置，根据水和盐的组成，在图中画一条竖线，这条竖

24、线叫固相组成竖直线；（6 6 6 6）划分相区。有以下三条原则：）划分相区。有以下三条原则：）划分相区。有以下三条原则：）划分相区。有以下三条原则： 共饱点与平衡共饱点与平衡共饱点与平衡共饱点与平衡(pnghng)(pnghng)(pnghng)(pnghng)的两个固相点（共三点）连直线作为相区划分线；的两个固相点（共三点）连直线作为相区划分线；的两个固相点（共三点）连直线作为相区划分线；的两个固相点（共三点）连直线作为相区划分线； 固相组成竖直线作为相区划分线；固相组成竖直线作为相区划分线；固相组成竖直线作为相区划分线；固相组成竖直线作为相区划分线； 上述两条原则作出的相区划分线不得互相穿

25、过，即只能成上述两条原则作出的相区划分线不得互相穿过，即只能成上述两条原则作出的相区划分线不得互相穿过，即只能成上述两条原则作出的相区划分线不得互相穿过，即只能成T T T T字形相交。字形相交。字形相交。字形相交。第12页/共30页第十三页，共31页。二、复杂二元相图二、复杂二元相图(xint)(xint)的标绘的标绘1. 1.稳定稳定稳定稳定(wndng)(wndng)水合盐相图实例水合盐相图实例水合盐相图实例水合盐相图实例编号编号符号符号温度温度液相组成液相组成Mn(NOMn(NO3 3) )2 2，（，（wtwt）平衡固相平衡固相1 1A A0 00 0iceice2 2-10-102

26、1.321.3iceice3 3-20-2033.033.0iceice4 4E E1 1-36-3640.540.5ice+ Mn(NOice+ Mn(NO3 3) )2 26H6H2 2O O5 5-29-2924.324.3Mn(NOMn(NO3 3) )2 26H6H2 2O O6 60 050.550.5Mn(NOMn(NO3 3) )2 26H6H2 2O O7 7111154.654.6Mn(NOMn(NO3 3) )2 26H6H2 2O O8 8B B25.825.862.362.3Mn(NOMn(NO3 3) )2 26H6H2 2O O9 9E E2 223.523.56

27、4.664.6Mn(NOMn(NO3 3) )2 26H6H2 2O OMn(NOMn(NO3 3) )2 23H3H2 2O O1010272765.665.6Mn(NOMn(NO3 3) )2 23H3H2 2O O1111F F35.535.576.876.8Mn(NOMn(NO3 3) )2 23H3H2 2O O表22 Mn(NO3)2H2O体系(tx)相平衡数据第13页/共30页第十四页，共31页。二、复杂二元相图二、复杂二元相图(xint)(xint)的标绘的标绘1. 1.稳定水合稳定水合稳定水合稳定水合(shuh)(shuh)盐相图实例盐相图实例盐相图实例盐相图实例（1）线曲线

28、AE1是Mn(NO3)2溶液的结冰线，也称为冰的溶解度曲线。曲线E1BE2是Mn(NO3)26H2O在水中的溶解度曲线，它表示(biosh)Mn(NO3)26H2O的饱和溶液。曲线E2F是Mn(NO3)23H2O在水中的溶解度曲线，它表示(biosh)Mn(NO3)23H2O的饱和溶液。 F=2-P+1=3-P P=2，F=2-2+1=1直线RE1K是固相冰、固相Mn(NO3)26H2O及对冰与Mn(NO3)26H2O都饱和的液相，是三相共存的三相线。直线PE2H是固相Mn(NO3)23H2O ,Mn(NO3)26H2O及共饱和溶液共存，是三相共存的三相线。 P=3，F=3-3=04HE2PB

29、40 图2-2 Mn(NO3)2H2O体系相图-30-1010 Mn(NO3)2，%（wt）（W）W206080100-40t（）-20020301235678911E110FAMn(NO3)2S6S3RK第14页/共30页第十五页，共31页。4HE2PB二、复杂二元相图二、复杂二元相图(xint)(xint)的标绘的标绘1. 1.稳定水合盐相图稳定水合盐相图稳定水合盐相图稳定水合盐相图(xin t)(xin t)实例实例实例实例40 图2-2 Mn(NO3)2H2O体系(tx)相图-30-1010 Mn(NO3)2，%（wt）（W）W206080100-40t（）-2002030123567

30、8911E110FAMn(NO3)2S6S3RK（2）点lE1它表示冰与Mn(NO3)26H2O两个固相平衡的饱和溶液，是低共熔冰盐合晶点（低共熔点），也是无变量点。lE2它表示Mn(NO3)26H2O与Mn(NO3)23H2O两个固相平衡的饱和溶液，两盐共饱点。 P=3，F=3-3=0第15页/共30页第十六页，共31页。（3 3）面）面AE1BE2FAE1BE2F曲线上方的区域曲线上方的区域不饱和相不饱和相区。区。封闭区封闭区E1BE2PKMn(NO3)26H2OE1BE2PKMn(NO3)26H2O固固相与其饱和溶液共存区，也称为相与其饱和溶液共存区，也称为Mn(NO3)26H2OMn(

31、NO3)26H2O的结晶的结晶(jijng)(jijng)区。区。封闭区封闭区E2FHMn(NO3)23H2OE2FHMn(NO3)23H2O固相固相与其饱和溶液共存区，也称为与其饱和溶液共存区，也称为Mn(NO3)23H2OMn(NO3)23H2O的结晶的结晶(jijng)(jijng)区。区。封闭区封闭区AE1RAE1R冰与冰的饱和溶液共存冰与冰的饱和溶液共存区，也称为冰的结晶区，也称为冰的结晶(jijng)(jijng)区。区。长方形长方形RKS6WRKS6W冰与冰与Mn(NO3)26H2OMn(NO3)26H2O二二种纯固相的混合共存区，是二相区。种纯固相的混合共存区，是二相区。长方形

32、长方形PHS3S6Mn(NO3)26H2OPHS3S6Mn(NO3)26H2O与与Mn(NO3)23H2OMn(NO3)23H2O二固相的混合共存二固相的混合共存区，是二相区。区，是二相区。第16页/共30页第十七页，共31页。2. 2.不稳定水合盐相图不稳定水合盐相图不稳定水合盐相图不稳定水合盐相图(xin t)(xin t)实例实例实例实例表表表表2 23 NaClH2O3 NaClH2O体系相图体系相图体系相图体系相图(xin t)(xin t)数据数据数据数据编号号符号符号温度温度()液相液相组成成NaCl，（，（wt）平衡固相平衡固相1A00ice2-57.9ice3-1014.0i

33、ce4-1518.9ice5E-21.123.3ice+NaCl2H2O6-1524.2NaCl2H2O7-1024.0NaCl2H2O8-525.6NaCl2H2O9Q0.1526.3NaCl2H2ONaCl101026.3NaCl112026.4NaCl122526.45NaCl134026.7NaCl145026.9NaCl157527.45NaCl1610028.25NaCl1712529.0NaCl1820031.5NaCl第17页/共30页第十八页，共31页。102030405060708090100-40-20020406080100120140160180t（）（W）WNaCl

34、S（S）AMCBQRLHN1N2N3FEGDH1SWNaCl,%图2-3 NaClH2O体系(tx)相图原盐组成线第18页/共30页第十九页，共31页。图中有一种水合盐图中有一种水合盐NaCl2H2ONaCl2H2O生成，水合盐的组成含盐生成，水合盐的组成含盐61.86%61.86%，有两个零，有两个零变点变点E E、Q Q，数据完整，覆盖了整个体系的图面。，数据完整，覆盖了整个体系的图面。点、线、面的意义点、线、面的意义(yy)(yy)（1 1）线）线曲线曲线0E0E是是NaClNaCl溶液的结冰线，也称为冰的溶解度曲线。溶液的结冰线，也称为冰的溶解度曲线。 曲线曲线EQEQ是是NaCl2H

35、2ONaCl2H2O在水中的溶解度曲线，它表示在水中的溶解度曲线，它表示NaCl2H2ONaCl2H2O饱和溶液。饱和溶液。 曲线曲线QHQH是是NaClNaCl在水中的溶解度曲线，它表示在水中的溶解度曲线，它表示NaClNaCl的饱和溶液。的饱和溶液。直线直线FEDFED是固相冰、固相是固相冰、固相NaCl2H2ONaCl2H2O及对及对NaCl2H2ONaCl2H2O与冰都饱和的液相，是与冰都饱和的液相，是三相共存的三相线。三相共存的三相线。直线直线QGHQGH是固相是固相NaCl2H2ONaCl2H2O、固相、固相NaClNaCl及对及对NaCl2H2ONaCl2H2O与与NaClNaC

36、l都饱和的液相，都饱和的液相，是三相共存的三相线。是三相共存的三相线。第19页/共30页第二十页，共31页。（2 2）点）点E E点点表示冰与表示冰与NaCl2H2ONaCl2H2O两个固相平衡的饱和溶液，是低共熔冰盐合两个固相平衡的饱和溶液，是低共熔冰盐合晶点，也是无变量点。晶点，也是无变量点。Q Q点点表示表示NaCl2H2ONaCl2H2O与与NaClNaCl两个固相平衡的饱和溶液，两盐共饱点。两个固相平衡的饱和溶液，两盐共饱点。P=3P=3，F=3-3=0F=3-3=0（3 3）面）面0EQH0EQH曲线上方的区域曲线上方的区域(qy)(qy)表示不饱和相区。表示不饱和相区。封闭区封闭

37、区EQGDEQGD是是NaCl2H2ONaCl2H2O固相与其饱和溶液共存区，也称为固相与其饱和溶液共存区，也称为NaCl2H2ONaCl2H2O的结晶区。的结晶区。封闭区封闭区HQGH1HQGH1是是NaClNaCl固相与其饱和溶液共存区，也称为固相与其饱和溶液共存区，也称为NaClNaCl的结晶的结晶区。区。封闭区封闭区0EF0EF是冰与冰的饱和溶液共存区，也称为冰的结晶区。是冰与冰的饱和溶液共存区，也称为冰的结晶区。长方形长方形FWDFWD是冰与是冰与NaCl2H2ONaCl2H2O二种纯固相的混合共存区，是二相区二种纯固相的混合共存区，是二相区长方形长方形GDH1SGDH1S是是NaC

38、l2H2ONaCl2H2O与与NaClNaCl二固相的混合共存区，是二相区二固相的混合共存区，是二相区 第20页/共30页第二十一页，共31页。三、水合盐相图分析三、水合盐相图分析水合盐相图（复杂二元体系）与简水合盐相图（复杂二元体系）与简单相图（简单二元体系）比较，单相图（简单二元体系）比较，又出现了一些新的特点。又出现了一些新的特点。（1 1）出现了水合盐溶解度曲线。）出现了水合盐溶解度曲线。水合盐溶解度曲线的几何特征：水合盐溶解度曲线的几何特征：稳定水合盐溶解度曲线出现了尖锐稳定水合盐溶解度曲线出现了尖锐的最高点（这是稳定水合盐的的最高点（这是稳定水合盐的几何特征），该点的温度即水几何特

39、征），该点的温度即水合物的熔点合物的熔点 。不稳定水合盐溶解度曲线中间没有不稳定水合盐溶解度曲线中间没有(miyu)(miyu)尖锐的最高点；尖锐的最高点；判断水和盐的稳定性只能根据其溶判断水和盐的稳定性只能根据其溶解度曲线的几何特征来进行解度曲线的几何特征来进行水合盐的稳定性是相对的；水合盐的稳定性是相对的；（2 2）不稳定水合盐相图中出现了多）不稳定水合盐相图中出现了多个全固相区。个全固相区。 （3 3）不稳定水合盐形成的三相线上）不稳定水合盐形成的三相线上的液相共饱点处于两个平衡固的液相共饱点处于两个平衡固相点的连线之外。这是不稳定相点的连线之外。这是不稳定水合盐相图的相图特征之一。水合

40、盐相图的相图特征之一。第21页/共30页第二十二页，共31页。四、转溶现象四、转溶现象四、转溶现象四、转溶现象转溶现象是不稳定水合盐相图的显著特点。转溶现象是不稳定水合盐相图的显著特点。转溶现象是不稳定水合盐相图的显著特点。转溶现象是不稳定水合盐相图的显著特点。不稳定水合盐芒硝在加热时发生以下过程不稳定水合盐芒硝在加热时发生以下过程不稳定水合盐芒硝在加热时发生以下过程不稳定水合盐芒硝在加热时发生以下过程这类在一固定温度下发生一种固相这类在一固定温度下发生一种固相这类在一固定温度下发生一种固相这类在一固定温度下发生一种固相“溶解溶解溶解溶解”，另一种固相，另一种固相，另一种固相，另一种固相“析出

41、析出析出析出”现象称为转溶现象。该温度称为转变点。现象称为转溶现象。该温度称为转变点。现象称为转溶现象。该温度称为转变点。现象称为转溶现象。该温度称为转变点。1 1 1 1发生转溶的原因可以发生转溶的原因可以发生转溶的原因可以发生转溶的原因可以(ky)(ky)(ky)(ky)用相律解释。问题的关键又用相律解释。问题的关键又用相律解释。问题的关键又用相律解释。问题的关键又在于平衡的固液相的组成上。在三相线上，相数为在于平衡的固液相的组成上。在三相线上，相数为在于平衡的固液相的组成上。在三相线上，相数为在于平衡的固液相的组成上。在三相线上，相数为3 3 3 3，自由度为零，所以温度只能是，自由度为

42、零，所以温度只能是，自由度为零，所以温度只能是，自由度为零，所以温度只能是32.332.332.332.3，液相浓度，液相浓度，液相浓度，液相浓度只能是含。而此时与液相平衡的固相为纯只能是含。而此时与液相平衡的固相为纯只能是含。而此时与液相平衡的固相为纯只能是含。而此时与液相平衡的固相为纯和芒硝，其含纯分别为和芒硝，其含纯分别为和芒硝，其含纯分别为和芒硝，其含纯分别为100100100100和，皆大于液相。所和，皆大于液相。所和，皆大于液相。所和，皆大于液相。所以平衡共存时，一个固相析出，另一个固相溶解，以平衡共存时，一个固相析出，另一个固相溶解，以平衡共存时，一个固相析出，另一个固相溶解，以

43、平衡共存时，一个固相析出，另一个固相溶解，析出的固相从溶液中取走了盐分，而溶解的固相又析出的固相从溶液中取走了盐分，而溶解的固相又析出的固相从溶液中取走了盐分，而溶解的固相又析出的固相从溶液中取走了盐分，而溶解的固相又向溶液中补充了该盐分，水合盐中的结晶水供蒸发向溶液中补充了该盐分，水合盐中的结晶水供蒸发向溶液中补充了该盐分，水合盐中的结晶水供蒸发向溶液中补充了该盐分，水合盐中的结晶水供蒸发用，使溶液的浓度维持不变。完全符合相律。用，使溶液的浓度维持不变。完全符合相律。用，使溶液的浓度维持不变。完全符合相律。用，使溶液的浓度维持不变。完全符合相律。2 2 2 2转溶反应是可逆的。对转变点而言，

44、当温度升高时，无转溶反应是可逆的。对转变点而言，当温度升高时，无转溶反应是可逆的。对转变点而言，当温度升高时，无转溶反应是可逆的。对转变点而言，当温度升高时，无水盐（或含水较少的水合物）析出，水合盐溶解；水盐（或含水较少的水合物）析出，水合盐溶解；水盐（或含水较少的水合物）析出，水合盐溶解；水盐（或含水较少的水合物）析出，水合盐溶解；反之，冷却时有利于水合盐的析出。反之，冷却时有利于水合盐的析出。反之，冷却时有利于水合盐的析出。反之，冷却时有利于水合盐的析出。3 3 3 3当体系中生成多个不稳定水合物时，将按含结晶水的多当体系中生成多个不稳定水合物时，将按含结晶水的多当体系中生成多个不稳定水合

45、物时，将按含结晶水的多当体系中生成多个不稳定水合物时，将按含结晶水的多少依次转溶。少依次转溶。少依次转溶。少依次转溶。Na2SO410H2ONa2SO4+L32.38第22页/共30页第二十三页，共31页。2.32.3二元水盐相图二元水盐相图(xint)(xint)的的化工过程化工过程 一、二元体系中的杠杆一、二元体系中的杠杆一、二元体系中的杠杆一、二元体系中的杠杆(gnggn)(gnggn)规则规则规则规则1 1二元体系中的杠杆二元体系中的杠杆二元体系中的杠杆二元体系中的杠杆(gnggn)(gnggn)规则规则规则规则以图以图以图以图2 27 7中的系统中的系统中的系统中的系统M(MM(M点

46、点点点) )为例，为例，为例，为例，它处于封闭区它处于封闭区它处于封闭区它处于封闭区BEDBBEDB中，中，中，中，因此是固相盐因此是固相盐因此是固相盐因此是固相盐S(S)S(S)点与饱和溶液点与饱和溶液点与饱和溶液点与饱和溶液L L(L(L点点点点) )共存，共存，共存，共存，系统系统系统系统MM分成固相分成固相分成固相分成固相S S与液相与液相与液相与液相L L两部两部两部两部分，分，分，分，设其量分别用小写英文字母设其量分别用小写英文字母设其量分别用小写英文字母设其量分别用小写英文字母mm、s s、l l表示，则有表示，则有表示，则有表示，则有l l：s s：m=SMm=SM：LMLM：

47、LSLS同样，图中系统同样，图中系统同样，图中系统同样，图中系统N(NN(N点点点点) )有有有有溶液溶液溶液溶液G(GG(G点点点点) )点量点量点量点量g g：冰量：冰量：冰量：冰量k k：系：系：系：系统量统量统量统量n=KNn=KN：NGNG：KGKG对系统对系统对系统对系统P(PP(P点点点点) )有盐量有盐量有盐量有盐量r r：冰量：冰量：冰量：冰量q q：系统量：系统量：系统量：系统量p=QPp=QP：PRPR：QRQR对系统对系统对系统对系统F(FF(F点点点点) )有盐量有盐量有盐量有盐量h h：水量：水量：水量：水量w w：系统量：系统量：系统量：系统量f=WFf=WF：F

48、HFH：WHWHBSDRWAKCQ0SHEGLPM图2-7 二元体系(tx)杠杆规则FN第23页/共30页第二十四页，共31页。2 2关于低共溶物关于低共溶物关于低共溶物关于低共溶物具有低共熔点组成的融合具有低共熔点组成的融合具有低共熔点组成的融合具有低共熔点组成的融合(rngh)(rngh)体称低共溶物，低共溶物的体称低共溶物，低共溶物的体称低共溶物，低共溶物的体称低共溶物，低共溶物的熔点与该体系其他融合熔点与该体系其他融合熔点与该体系其他融合熔点与该体系其他融合(rngh)(rngh)体相比是最低的。这个低体相比是最低的。这个低体相比是最低的。这个低体相比是最低的。这个低共熔点占有特殊地位

49、，它决定了相图的绘制和各相区的相互共熔点占有特殊地位，它决定了相图的绘制和各相区的相互共熔点占有特殊地位，它决定了相图的绘制和各相区的相互共熔点占有特殊地位，它决定了相图的绘制和各相区的相互关系。关系。关系。关系。低共溶物是由几个组分构成的具有一定特征结构的混合物，而低共溶物是由几个组分构成的具有一定特征结构的混合物，而低共溶物是由几个组分构成的具有一定特征结构的混合物，而低共溶物是由几个组分构成的具有一定特征结构的混合物，而且在熔点时生成了对它所含有在某组成中所有组分都饱和的且在熔点时生成了对它所含有在某组成中所有组分都饱和的且在熔点时生成了对它所含有在某组成中所有组分都饱和的且在熔点时生成

50、了对它所含有在某组成中所有组分都饱和的溶液。溶液。溶液。溶液。低共熔点在水盐体系中称为低熔冰盐合晶点。低共熔点在水盐体系中称为低熔冰盐合晶点。低共熔点在水盐体系中称为低熔冰盐合晶点。低共熔点在水盐体系中称为低熔冰盐合晶点。从汇集在低共熔点的二条曲线可以看出，两种物质的混合，改从汇集在低共熔点的二条曲线可以看出，两种物质的混合，改从汇集在低共熔点的二条曲线可以看出，两种物质的混合，改从汇集在低共熔点的二条曲线可以看出，两种物质的混合，改变了纯物质的属性，它不仅降低了水的冰点，也大大降低了变了纯物质的属性，它不仅降低了水的冰点，也大大降低了变了纯物质的属性，它不仅降低了水的冰点，也大大降低了变了纯

51、物质的属性，它不仅降低了水的冰点，也大大降低了纯盐的熔点。其原因是低共溶物中所含两种固相混合物各自纯盐的熔点。其原因是低共溶物中所含两种固相混合物各自纯盐的熔点。其原因是低共溶物中所含两种固相混合物各自纯盐的熔点。其原因是低共溶物中所含两种固相混合物各自的固体颗粒都很细小，在其表面上储存了大量的表面能。的固体颗粒都很细小，在其表面上储存了大量的表面能。的固体颗粒都很细小，在其表面上储存了大量的表面能。的固体颗粒都很细小，在其表面上储存了大量的表面能。第24页/共30页第二十五页，共31页。二、蒸发二、蒸发二、蒸发二、蒸发(zhngf)(zhngf)(zhngf)(zhngf)过程过程过程过程蒸

52、发在恒温下进行，溶液水分不断减少，蒸发在恒温下进行，溶液水分不断减少，浓度不断升高。蒸发有两个目的，一浓度不断升高。蒸发有两个目的，一是为了取得浓缩液，另一是为了蒸发是为了取得浓缩液，另一是为了蒸发析盐。前者可用图析盐。前者可用图2 29 9中中MLML线表示，线表示，后者可用后者可用LSLS线段表示，即可用蒸发过线段表示，即可用蒸发过程的两个阶段表示。程的两个阶段表示。第一阶段：系统点由第一阶段：系统点由MLML，是浓缩过程，是浓缩过程，溶液的含盐量增大，但无盐析出，系溶液的含盐量增大，但无盐析出，系统点的运动方向就是液相点的运动方统点的运动方向就是液相点的运动方向。向。第二阶段：系统点进入

53、封闭区第二阶段：系统点进入封闭区BEDBBEDB中，此中，此时有固相盐析出；系统点到时有固相盐析出；系统点到M1M1时，则时，则固相在固相在S1S1点，液相在点，液相在L L点，析盐量的杠点，析盐量的杠杆为杆为LM1LM1，液相量的杠杆为，液相量的杠杆为M1 S1M1 S1；继；继续蒸发，直到续蒸发，直到M1M1点与点与S1S1点重合点重合(chngh)(chngh)时，表示液相的杠杆长为零，时，表示液相的杠杆长为零，液相消失，系统蒸干。此阶段中，液液相消失，系统蒸干。此阶段中，液相点始终停留在相点始终停留在L L点不动，直至消失。点不动，直至消失。 稀释 ACWEDSS1MLBM1M2升温蒸

54、发降温 图2-9 等温蒸发过程第25页/共30页第二十六页，共31页。三、冷却三、冷却三、冷却三、冷却(lngqu)(lngqu)(lngqu)(lngqu)过程过程过程过程系统系统MM点冷却时，可经历点冷却时，可经历4 4个阶段，见图个阶段，见图2 21010。第一阶段：系统点与液相点重合，由第一阶段：系统点与液相点重合，由MM至至M1M1成为饱和溶液。此过程无固相析出。成为饱和溶液。此过程无固相析出。第二阶段：系统点向下进入固液平衡区，至第二阶段：系统点向下进入固液平衡区，至MM已析出盐，固相点为已析出盐，固相点为S S，液相点为，液相点为L L。此区内析盐是一连续过程，由上至。此区内析盐

55、是一连续过程，由上至下用虚线表示。可见温度越低，析盐量下用虚线表示。可见温度越低，析盐量越大。本阶段最后固相点为越大。本阶段最后固相点为D D，液相点，液相点为为E E。第三阶段：系统点在第三阶段：系统点在M2M2时，液相为时，液相为E E，此时，此时开始出冰，处于三相平衡状态。自由度开始出冰，处于三相平衡状态。自由度为零。而盐和冰的析出，一定从饱和溶为零。而盐和冰的析出，一定从饱和溶液中按液相液中按液相E E中盐与水的比例中盐与水的比例(bl)(bl)析出析出。本阶段开始时，固相只有盐，位于。本阶段开始时，固相只有盐，位于D D点，随着固相冰的析出并逐渐增加，总点，随着固相冰的析出并逐渐增加

56、，总固相点将逐渐离开固相点将逐渐离开D D向向C C方向移动，当方向移动，当F F点与点与M2M2点重合时，液相消失，盐全部析点重合时，液相消失，盐全部析出，水全部结成冰。出，水全部结成冰。第四阶段：系统点由第四阶段：系统点由M2M2至至M3M3，进入全固相，进入全固相区，是冰盐同时降温的过程，总固相点区，是冰盐同时降温的过程，总固相点和系统点重合。和系统点重合。S1BDCEWSt0t1tEMM1MM2FM3LS图2-10 冷却(lngqu)过程第26页/共30页第二十七页，共31页。二元水盐相图二元水盐相图二元水盐相图二元水盐相图(xint)(xint)(xint)(xint)的计算方法和应

57、用的计算方法和应用的计算方法和应用的计算方法和应用一、二元相图的计算方法一、二元相图的计算方法一、二元相图的计算方法一、二元相图的计算方法1.1.1.1.杠杆法杠杆法杠杆法杠杆法2.2.2.2.未析出组分法未析出组分法未析出组分法未析出组分法两种方法的具体解题步骤由下例来说明。两种方法的具体解题步骤由下例来说明。两种方法的具体解题步骤由下例来说明。两种方法的具体解题步骤由下例来说明。 例例例例2-22-22-22-2现有现有现有现有3m33m33m33m3含含含含NaCl10%NaCl10%NaCl10%NaCl10%的溶液，密度的溶液，密度的溶液，密度的溶液，密度1070kg/m31070k

58、g/m31070kg/m31070kg/m3，温度从，温度从，温度从，温度从20202020冷却至水合盐析出温度时，冷却至水合盐析出温度时，冷却至水合盐析出温度时，冷却至水合盐析出温度时，有多少冰析出？此时溶液的浓度增大了多少倍？有多少冰析出？此时溶液的浓度增大了多少倍？有多少冰析出？此时溶液的浓度增大了多少倍？有多少冰析出？此时溶液的浓度增大了多少倍？解法解法解法解法1 1 1 1：杠杆法：杠杆法：杠杆法：杠杆法因溶液的密度为因溶液的密度为因溶液的密度为因溶液的密度为1070kg/m31070kg/m31070kg/m31070kg/m3，故原始溶液为，故原始溶液为，故原始溶液为，故原始溶液

59、为31070=3210kg31070=3210kg31070=3210kg31070=3210kg，其中含盐，其中含盐，其中含盐，其中含盐321kg321kg321kg321kg，水为，水为，水为，水为2889kg2889kg2889kg2889kg。由图由图由图由图2-112-112-112-11中查得低共熔点时液相含中查得低共熔点时液相含中查得低共熔点时液相含中查得低共熔点时液相含NaCl22.42%NaCl22.42%NaCl22.42%NaCl22.42%。因此，溶液浓度增加的倍数为。因此，溶液浓度增加的倍数为。因此，溶液浓度增加的倍数为。因此，溶液浓度增加的倍数为（）。（）。（）。（

60、）。系统原始组成系统原始组成系统原始组成系统原始组成(zchn)(zchn)(zchn)(zchn)点在冷却至低共熔点温度时，是从点在冷却至低共熔点温度时，是从点在冷却至低共熔点温度时，是从点在冷却至低共熔点温度时，是从M M M M点降至点降至点降至点降至M1M1M1M1点，此时相应液相点点，此时相应液相点点，此时相应液相点点，此时相应液相点移至移至移至移至E E E E点，析出固相点在点，析出固相点在点，析出固相点在点，析出固相点在B B B B点。按杠杆规则，析出的固相量点。按杠杆规则，析出的固相量点。按杠杆规则，析出的固相量点。按杠杆规则，析出的固相量GBGBGBGB与母液与母液与母液

61、与母液GEGEGEGE量之比为量之比为量之比为量之比为设析出的固相量为设析出的固相量为设析出的固相量为设析出的固相量为x x x x，余下的液相量则为，余下的液相量则为，余下的液相量则为，余下的液相量则为3210-x3210-x3210-x3210-x，得，得，得，得解得解得解得解得x=1780x=1780x=1780x=1780（kgkgkgkg）第27页/共30页第二十八页，共31页。M100120-40-20020406080t（）（W）WNaClS（S）PNM1NaCl,%（wt）图2-11 NaClH2O体系(tx)相图EM2100NaClNaCl2H2OB第28页/共30页第二十九

62、页，共31页。解法解法解法解法2 2 2 2：未析出组分法：未析出组分法：未析出组分法：未析出组分法原始原始原始原始(yunsh)(yunsh)(yunsh)(yunsh)系统点系统点系统点系统点M M M M的降温垂直线与冰的结晶线交于的降温垂直线与冰的结晶线交于的降温垂直线与冰的结晶线交于的降温垂直线与冰的结晶线交于N N N N点，再点，再点，再点，再降至低共熔点温度的过程中仅析出冰，而降至低共熔点温度的过程中仅析出冰，而降至低共熔点温度的过程中仅析出冰，而降至低共熔点温度的过程中仅析出冰，而NaClNaClNaClNaCl留在溶液中留在溶液中留在溶液中留在溶液中不析出。由图中读出母液不

63、析出。由图中读出母液不析出。由图中读出母液不析出。由图中读出母液E E E E中含中含中含中含NaClNaClNaClNaCl为为为为22.42%22.42%22.42%22.42%，含水，含水，含水，含水77.58%77.58%77.58%77.58%，即有，即有，即有，即有321kg321kg321kg321kg盐全部在液相中，是未析出组分。可由下式求盐全部在液相中，是未析出组分。可由下式求盐全部在液相中，是未析出组分。可由下式求盐全部在液相中，是未析出组分。可由下式求出液相中的水量出液相中的水量出液相中的水量出液相中的水量x x x x。解得解得解得解得x=1111kgx=1111kgx

64、=1111kgx=1111kg又已知又已知又已知又已知G=2890kgG=2890kgG=2890kgG=2890kg（取近似值）（取近似值）（取近似值）（取近似值）则析冰量则析冰量则析冰量则析冰量y=G-x=2890-1111=1780kgy=G-x=2890-1111=1780kgy=G-x=2890-1111=1780kgy=G-x=2890-1111=1780kg可见，所谓未析出组分法是以未析出组分的量计算析出组分的可见，所谓未析出组分法是以未析出组分的量计算析出组分的可见，所谓未析出组分法是以未析出组分的量计算析出组分的可见，所谓未析出组分法是以未析出组分的量计算析出组分的方法。方法。方法。方法。第29页/共30页第三十页，共31页。内容(nirng)总结会计学。第1页/共30页。组分数等于2的体系是二元体系。它是由一种单盐和水组成，是水盐体系中最简单的类型。浓度变量亦可以称为内部变量。第2页/共30页。第3页/共30页。表2-1 NaNO3H2O体系相平衡数据。长方形CDSW是冰与纯NaNO3二种纯固相的混合共存区，是二相区。一、稳定水合物和不稳定水合物。盐和水生成水合物，又叫水合盐。这个温度(wnd)就是固液异组成物的“熔点”，或叫不相称熔点。l：s：m=SM：LM：LS第三十一页，共31页。