1、各專業完整優秀畢業論文設計圖紙JIANGXI NORMAL UNIVERSITY本 科 論 文（20102014年）二組分系統相圖的分析和應用Analysis and application of the two component phase diagram 姓名： 學號： 學院：化 學 化 工 學 院 專業：化 學 教 育指導老師2014年4月中文摘要分析和探究二組分系統相圖，重點研究完全互溶雙液系統，部分互溶雙液系統，完全不互溶雙液系統，以及簡單低共熔二組分系統，形成化合物系統等相圖，對這些相圖進行分析，總結。從而運用到實際化工生產和生活當中，如在雙液系統中尋找到蒸餾和精餾和水蒸氣蒸餾的

2、操作原理，在簡單低共熔混合物的相圖分析中通過步冷曲線的分析找到檢查金屬純度的方法，提純金屬，制備低共熔合金，制備低共熔點的熔融電解質的方法等，在二組分鹽水系統的相圖探究中找到粗鹽提純的方法，和如何制備冷凍劑，等等。二組分系統相圖的研究對我們的生活有重大的意義。關鍵詞：二組分系統相圖 雙液系 最低共熔點 蒸餾 步冷曲線 AbstractPhase diagram analysis and probe into two component system, focuses on complete miscibility double fluid system, partial miscibility

3、 double fluid system, no miscibility double fluid system, and simple eutectic two component system, forming compound system phase diagram, the phase diagram analysis and summary. To apply to the actual chemical production and life, as in double fluid system to find the distillation and distillation

4、and steam distillation, the operating principle of the simple eutectic phase diagram analysis through the analysis of the cooling curve of the find a way to check the purity of metal, purification of metals, preparation of eutectic alloy, the preparation of low melting point of the molten electrolyt

5、e, etc., in the two component found in brine system phase diagram into coarse salt purification method, and how the preparation of coolant, etc.Two component system phase diagram of the study is of great significance for our life.Key words：Two component phase diagrams double fluid system The minimum

6、 total melting point distillation The cooling curve 目 錄中文摘要IAbstractII目 錄III引 言11 二組分液-液系統相圖的分析和運用11.1完全互溶的雙液系統11.1.1完全互溶雙液系統相圖的分析11.1.2完全互溶雙液系統相圖的應用31.2部分互溶的雙液系統51.2.1部分互溶雙液系統相圖的分析和應用51.3完全不互溶的雙液系統51.3.1完全不互溶雙液系統相圖的分析51.3.2完全不互溶雙液系統相圖的應用62 二組分固-液系統相圖的分析和運用72.1簡單低共熔系統72.1.1簡單低共熔系統相圖的分析72.1.2簡單低共熔系統相

7、圖的應用92.2有固態化合物生成的固液系統102.2.1生成穩定化合物系統的相圖分析102.2.2生成不穩定化合物系統的相圖分析102.2.3有固溶體生成的固液系統相圖的分析112.2.4有固溶體生成的固液系統相圖的應用11結 語13參考文獻14致 謝16引 言用幾何圖形來表示多相平衡體系中有哪些相、各相的成分如何、不同的相的相對量是多少,以及它們隨濃度、溫度、壓力等變量變化的關系圖叫相圖。二組分系統的相圖已經得到廣泛的研究和應用,主要應用在冶金、化工等部門。相圖是從實踐中總結出來的，但它反過來又可指導生產實踐。在化工、冶金等工業領域有著廣泛的用途。在普通物理化學教材中，對相圖只重點介紹了看圖

8、的知識，對它的應用討論較少，本文則著重介紹一些典型相圖的分析和實際應用。1 二組分液-液系統相圖的分析和運用1.1完全互溶的雙液系統1.1.1完全互溶雙液系統相圖的分析兩個組分能以任意比例互溶成均勻的一個液相，形成理想的液態混合物，這樣的體系叫做完全互溶的雙液體系。對于這類體系，我們所有研究的問題一般是分離，提純，精餾等，這樣在所研究的范圍內就只會出現氣相和液相，所以，又可以叫做二組分氣液體系。根據兩個組分在結構和性質上是否存在差異，又分為理想二組分和非理想二組分體系的相圖。Instead of plotting complete phase diagrams, we shall usuall

9、y consider only one portion of the phase diagram at a time .This section deals with the liquid-vapor part of the phase diagram of a two-component system, which is important in laboratory and industrial separations liquids by distillation.本文在這里介紹溫度、壓力、組成三者之間關系的推導方法,且僅局限于理想的完全互溶雙液系（1）蒸氣壓-組成圖（P-X圖）當T一定

10、時，設由組分A和B形成理想液態混合物并達到平衡。它們的摩爾分數分別為XA,，XB，由實驗測得混合物的飽和蒸氣壓為P，以組成為橫坐標，繪出P-X圖如圖一所示。由圖可知，上邊的線是理想液態混合物的總蒸氣壓P隨液相組成XB變化的曲線，叫做液相線。對理想液態混合物中，它是一條直線，線上任意一點的組成表示與氣相呈平衡的液相的組成，線上任意一點的壓力表示與氣相呈平衡的液相受的壓力。下面的曲線是理想液態混合物的總蒸氣壓隨氣相組成YB變化的曲線，叫氣相線。線上的任意一點表示與液相平衡的氣相組成，線上任意一點的壓力表示與液相平衡的氣相的壓力。根據道爾頓分壓定律有P=PA+PB 式子中的PA，PB分別為A、B兩種

11、氣體的分壓由于溶液為理想溶液組分A與B符合拉烏爾定律，因而有PA=PA* XA, PB=PB* XB 式子中的PA* PB*代表的是在溫度為T時純組分A與B的飽和蒸氣壓，代入式得P=PA* XA+PB* XB=PA*+(PB*_PA*) XB這說明系統的蒸氣壓P與XB也是直線的關系。如右圖液相線以上的面叫做液相區，用“l”來表示。當系統的壓力與組成處于該頁面上時，其壓力大于對應的蒸氣壓，應全部凝結為液體，氣相不可能穩定存在。氣相線以下的面叫做氣相區，用“g”來表示。當系統的組成與壓力處于氣相區時，其壓力小于對應的蒸氣壓，則會全部氣化，液相不可能存在。液相線與氣相線之間的面叫做氣液平衡共存區。用

12、“l-g”表示。（2）沸點-組成圖（T-X圖）當P一定時，由如右圖T-X圖。 右圖中的TA，TB分別為純A和純B的沸點，由圖可以看出，溶液的沸點在兩個純組分的沸間之間。如圖，下面一條線表示沸點隨液相組成的變化。某一定組成的液態混合物加熱達到線上溫度就可起泡而沸騰。因而液相線有稱泡點線，液相線上的點又稱為泡點。上面的一條線表示混合物的沸點與氣相組成的關系。又稱為露點線。一定組成的氣體冷卻達到線上溫度時即開始凝結，就像產生露水一樣。屬于這種類型的體系有苯一甲苯，甲醇一乙醇，正庚烷一正已烷，三城甲烷一四抓甲烷，異丙醇-環己烷當揮發性的兩個組分對拉烏爾定律發生一定偏差，它們的混合物就形成非理想液體混合

13、物。由于蒸氣壓與液相組成間不呈現性關系，因此P-X圖中的液相線不是直線。根據偏差的性質和程度的不同，一般可分為三種類型。各組分對拉烏爾定律的偏差不大（正偏差或負偏差）這類相圖可以看出蒸氣壓線會偏離直線，沸點線則顯著下移。屬于這類體系的有四氯化碳-苯，三氯甲烷-乙醚等。各組分對拉烏爾定律出現較大正偏差，混合物的總蒸氣壓曲線上出現最高點。屬于這類體系的有水-乙醇，苯-環己烷等。相應的其相圖變成如下：各組分對拉烏爾定律出現較大負偏差，混合物的總蒸氣壓曲線上出現最低點，屬于這類體系的有水-鹽酸，水-硝酸等。其相圖如下：由上圖可知，在最大正偏差的系統中，在沸點組成圖中出現一個最低點，其相應的溫度叫最低恒

14、沸點。在最低恒沸點處，氣相線與液相線相切，兩相的組成相等。這是個恒沸組成狀態。而在有最大負偏差的系統中，出現一個最高點，其相應溫度叫最高恒沸點。這兩類相圖都可看作是兩個第一類相圖的合并。1.1.2完全互溶雙液系統相圖的應用互溶的雙液系相圖的運用之一就是計算共存兩相分別的量。在將杠桿規則應用于三相線上時，要求掌握剛剛要達到三相線和剛剛離開了三相線這兩種極端情況，這兩種情況均只有兩相平衡。要計算兩相數量之比時，就要以系統總組成點為支點，兩個相點為力點，應用兩相平衡的杠桿規則。在三相共存的情況下，只有知道一個相的數量之后，再按照組成居兩端的兩個相按照一定比例生成組成居中間的第三相，或者相反。這一比例

15、是以中間的相點為支點，兩端兩個相點為力點運用杠桿規則杠桿規則表示兩相平衡共存時，兩相物質的量與兩相點到系統點的距離成反比。相點離系統點距離越短，對應物質的量越大。這類相圖的應用常用來指導分離，提純，精餾等。（1）蒸餾原理tt t1 t2x1 xB2 y1 y2BaX1babatt蒸餾是一種熱力學的分離工藝，它利用混合液體或液-固體系中各組分沸點不同，使低沸點組分蒸發，再冷凝以分離整個組分的單元操作過程，是蒸發和冷凝兩種單元操作的聯合。與其它的分離手段，如萃取相比，它的優點在于不需使用系統組分以外的其它溶劑，從而保證不會引入新的雜質。A蒸餾與精餾是分離液體混合物的重要方法，在實驗室和實際生產中廣

16、泛應用。例如右圖：將組成為x1的混合物置于蒸餾瓶中，在恒壓下進行簡單的蒸餾，如右圖：在溫頁度t開始沸騰，將沸騰時形成的蒸氣由冷凝管冷卻收集。當混合物沸點有t上升到t時，液面上蒸氣的組成由a變為b，由冷凝管冷凝，餾出的第一滴組成近似為a，最后一滴近似為b,因此餾出液的組成為a到b間的平均值，但在蒸餾瓶中剩余液組成是b。在蒸餾過程中，隨著易揮發組分較多的蒸出，混合物的沸點不斷升高，餾出液的組成液隨氣相線變化。用簡單蒸餾的方法可以收集不同沸程范圍若干餾分，或除去原混合物中不揮發性組分。x1 xB2 y1 y2BX1babttcctAt（2）精餾原理（分餾）BBB在工業生產和實驗中，常常根據相平衡原理

17、對混合物進行多次蒸餾，以期達到分離提純的目的，這叫分餾或精餾。精餾其實就是多次簡單蒸餾的組合。但蒸餾不能將二組分作有效的分離，而精餾卻可以，如右圖將組成為X的混合物，在恒壓下加熱，溫度達到t時，此時系統平衡共存的兩相是：液相，組成為b，氣相組成為b。顯然b大于X大于b，即氣相中這種物質的摩爾分數大于原液中的摩爾分數，液相中的摩爾分數則小于原液中的摩爾分數。將氣相和液相分開，并且使氣相冷卻到t，此時平衡共存的氣相組成為a，顯然a大于b。重復進行氣液分離和氣相的冷凝，最后的到的氣相組成可接近B。另一方面，將組成為b的液相加熱至溫度t，此時平衡共存的液相組成為c，顯然，c小于b，重復進行氣液相分離和

18、液相的部分揮發，最后的液相組成可接近純A，實際精餾過程是在精餾塔或精餾柱中完成的。最終的結果是塔頂得到低沸點的氣態物質，塔底得打高沸點的液態物質。最終達到完全分離二組分的目的。1.2部分互溶的雙液系統1.2.1部分互溶雙液系統相圖的分析和應用當兩種液體性質上有較大的差別時，在一定壓力和溫度下會發生部分互溶現象。即一種液體在另一種液體中有一定溶解度。如右圖是具有最高會溶溫度的類型。例水-苯胺的溶解度圖。在低溫下二者部分互溶，分為兩層，左半支是水中飽和了苯胺，右半支是苯胺中飽和了水，如果溫度升高，則苯胺在水中的溶解度，水在苯胺中的溶解度都沿著MSN線上升，兩層的組成逐漸接近，最后匯集到S點。在S點

19、以上的溫度，水和苯胺以任意比例混合。S點對應的溫度稱為會溶溫度。會溶溫度的高低反應了一對液相間相互溶解能力的強弱。會溶溫度越低，兩液體間的互溶性越好。因此可以利用會溶溫度來選擇優良的萃取劑。1.3完全不互溶的雙液系統1.3.1完全不互溶雙液系統相圖的分析部分互溶的一個極端情況就是兩個純組分完全不互溶，這時將一液體加到另一液體中去，每一液體的行為與其他液體不存在時一樣。兩種液體完全不互溶，嚴格說來是沒有的。但是當兩種液體彼此間互溶程度很小，以致可以忽略不計時，則可近似認為是完全不互溶雙液系。例如汞-水、氯苯-水等體系屬于這種類型。當兩種不互溶的液體A和B共存時各組分的蒸氣壓與單獨存在時一樣。所以

20、含兩種液體系統的液面上的總壓力等于兩純組分蒸氣壓之和，即P=PA* +PB*。在這種系統中，只要兩種液體共存，不管其相對數量如何，系統的總蒸氣壓恒高于任一純組分的蒸氣壓，而沸點恒低于任一純組分的沸點。例如水和氯苯不互溶，在P的壓力下，水的沸點為373.15K，氯苯的沸點為403.15K，而兩者共存時的沸點為364.15K。其P-X圖如右圖，也就是說，當水蒸氣通入氯苯，加熱到364K時就開始沸騰，此時，氯苯和水同時餾出。含完全不互溶的二液相系統的沸點既低于氯苯的沸點，也低于水的沸點。由于水和氯苯兩者互不相溶，所以很容易從餾分中將它們分開。1.3.2完全不互溶雙液系統相圖的應用工業上和實驗室中常利

21、用完全不互溶體系的上述性質對某些有機物質進行蒸餾提純。由于有些有機物質在一般溫度下的蒸氣壓很小，在常壓下蒸餾時必須達到較高的溫度才能沸騰。這就使得熱穩定性較差的有機物質在沸騰前發生分解，因此不能采用常壓下蒸餾的方法進行提純。必須采取降低蒸餾溫度的方法。如減壓蒸餾，和水蒸氣蒸餾。水蒸氣蒸餾法是指將水蒸氣以氣泡的形式通入加熱到不足373K的有機物液體中，形成完全不互溶的二組分體系，借助水蒸氣的幫助，該體系將在低于373K的溫度下沸騰。此時，水和有機物同時蒸出，由于二者不互溶，經過冷凝靜置后分離出有機層。水蒸氣蒸餾法只適用于具有揮發性的，能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞，與水不發生反應，且難溶或不溶于水的成

22、分的提取。此類成分的沸點多在100以上，與水不相混溶或僅微溶，并在100左右有一定的蒸氣壓。當與水在一起加熱時，其蒸氣壓和水的蒸氣壓總和為一個大氣壓時，液體就開始沸騰，水蒸氣將揮發性物質一并帶出。例如中草藥中的揮發油，某些小分子生物堿一麻黃堿、蕭堿、檳榔堿，以及某些小分子的酚性物質。牡丹酚（paeonol）等，都可應用本法提取。有些揮發性成分在水中的溶解度稍大些，常將蒸餾液重新蒸餾，在最先蒸餾出的部分，分出揮發油層，或在蒸餾液水層經鹽析法并用低沸點溶劑將成分提取出來。例如玫瑰油、原白頭翁素（protoanemonin）等的制備多采用此法。水蒸氣蒸餾法需要將原料加熱,不適用于化學性質不穩定組分的

23、提取。2 二組分固-液系統相圖的分析和運用2.1簡單低共熔系統2.1.1簡單低共熔系統相圖的分析二組分固液體系主要包括鹽水體系，合金體系以及兩種有機物構成的體系。對于這類體系，蒸氣壓比較小，如果外壓固定為100kpa，蒸氣相就不存在了。這種只有固，液相而沒有氣相的體系，通常稱為凝聚體系。（1）水-鹽體系的溶解度法。用溶解度法繪制水鹽體系的相圖，就是測定一系列固液兩相平衡共存的溫度以及對應的液相濃度數據，將這些數據標在溫度組成坐標上所得的曲線圖。水鹽體系的相圖又叫溶解度圖。將鹽溶于水時，會使水的凝固點降低，即在溫度降到0度以下的某個溫度時，才能析出固體冰來。當鹽在水中的溶解度比較大時，則在溶液冷

24、卻的過程中析出的固體不是冰而是鹽，這是的溶液稱為鹽的飽和溶液，鹽在100克水中溶解的質量稱為溶解度。如右圖是水-硫酸銨溫度-組成圖，圖中M點是純水的凝固點，ME線是冰和溶液的兩相平衡線，也稱為水的冰點下降曲線。當原溶液組成在E的左邊時，冷卻時首先析出的是冰。EN線硫酸銨的溶解度曲線，將組成在E點右邊的溶液冷卻時首先析出的是硫酸銨固體。從ME線與EN線的斜率可以看出，水的冰點隨硫酸銨的濃度增大而下降。硫酸銨的溶解度隨溫度的升高而增大。E點是ME和EN的交點，在該點三相平衡共存，這三相是：固態冰，固態硫酸銨以及溶液。E點的溫度代表溶液所能存在的最低溫度，也是冰和硫酸銨能夠共同熔化的溫度，所以E點稱

25、為“最低共熔點”，在該點析出的固體稱為“最低共熔混合物”。低共熔點，即相圖上的一點。它給出了在指定壓力下成低共熔平衡的物系其液相的組成和溫度的數值，這就是說，低共熔點的壓力是給定的，在給定的壓力下，液相和全部低共熔固體成平衡（2）簡單低共熔混合物相圖的熱分析方法熱分析法測定物質的組成及性能是物理化學試驗的一個重要教學內容，其原理是：當將系統緩慢而均勻的冷卻或加熱時，如果系統不發生相的變化，則溫度將隨著時間而均勻的或線性的慢慢改變，當系統內有相的變化時，由于相變是伴隨著吸熱或放熱現象，所以，溫度-時間圖上就會出現轉折點或水平線段（前者表示溫度隨時間的變化率發生了變化，后者表示在水平線段內，溫度不

26、隨著時間而變化）。研究對象主要是Pb-Bi，Bi-Cd合金體系。Pb不但熔點高而且Pb、Cd均有毒性，對學生和老師的圣體健康有害，不適合作為化學教學實驗，所以近年來二組分合金體系相圖的研究對象向低熔點、無毒化金屬發展。嘗試以Sn-Bi合金為研究對象進行實驗設計與探索研究，取得了一定的實驗探索成果按一定比例配成一兩組分體系，將體系加熱到熔點以上成為液態，然后使其逐漸冷卻，每隔一定時間記錄一次溫度，以體系的溫度對時間的關系曲線稱為冷卻曲線或步冷曲線。金屬的熔點-組成圖可根據不同組成的合金的冷卻曲線求得。當熔融體系在均勻冷卻過程中無相的變化時，其溫度將連續均勻下降，得到一條平滑的冷卻曲線，如果在冷卻

27、過程中發生相變，則因放出相變熱，使熱損失有所抵償，冷卻曲線就會出現轉折或水平線段，轉折點或平臺所對應的溫度，即為該組成合金的相變溫度。用自動記錄儀連續記錄體系逐漸冷卻的溫度，記錄紙上所得的曲線就是冷卻曲線以溫度為縱坐標，組成為橫坐標，將不同組成液態混合物冷卻曲線上的轉折點和水平線段的溫度畫在圖上，得到一系列的點。把相應于固體開始析出的點連接起來，得到兩條曲線，如圖T1E和T2E，把相應于溶液消失的點連起來，可得到一條水平線，如下列相圖。這些冷卻曲線可繪制出合金相圖，根據合金相圖就可以得到二組分合金體系的最低共熔點。二組分合金體系的最低共熔點即兩組分混合物在一定壓力下的最低固相析出溫度。上述即為

28、步冷曲線及Bi-Cd相圖。其中，a線是純Bi的步冷情況，b線是含Cd,Bi的質量分數分別為0.2和0.8的二元系統的步冷曲線。E點是三相共存，因為它比純Cd,純Bi的熔點都低，所以稱為低共熔點。在該點析出的混合物稱為低共熔混合物。而用有機化合物萘、偶氮苯代替金屬鉛、鉍，用熱分析法繪制二組分凝聚體系相圖,儀器設備簡單,操作方便,同樣能達到二組分金屬相圖的實驗要求2.1.2簡單低共熔系統相圖的應用（1）鹽水系統的二組分相圖一般用于冷卻結晶法分離提純鹽類物質，從百分之三十的硫酸銨水溶液中用結晶法提純硫酸銨晶體。有相圖可知，單憑降溫時得不到純的硫酸銨晶體的，因為降溫時首先析出的固體是冰。若繼續降溫達到

29、低共熔點是，冰又與硫酸銨以低共熔混合物的形式同時析出，仍然得不到純的硫酸銨晶體。但若先將百分之三十的鹽溶液等溫蒸發，使濃度超過百分之三十八點四，然后再降溫，便可得到純的硫酸銨晶體。（2）利用熔點變化檢測金屬的純度。測定樣品的熔點來大致判斷其純度是常用的方法。熔點偏低往往含雜質多。測得樣品的熔點如果與標準式樣相同，為了進一步證實二者是同一物質可將樣品與標樣混合后在測熔點，若熔點不變則為同一物質，否則熔點會大大下降。這種鑒別方法叫混合熔點法。(3)降低冶煉溫度提高生產效率在煉鐵過程中加入助熔劑CaO(Tf=2843K)的目的，是因為它能與鐵礦中的其它氧化物形成低共溶混合物，熔點顯著降低，使熔煉過程

30、能在較低的溫度(1573一1673K)下進行。（4）制備低熔點合金例如含Pb70%、Sn30%的pb-Sn合金，熔點為473K，可作焊錫，含Sb17-18%的Pb一Sb合金，熔點為560570K，硬度大，強度高，耐磨性能好，可作軸承材料。（5）在制藥上可用于改良劑型增進藥效一般在冷卻曲線的轉折點至水平線段之間的溫度下降區，析出的固體顆粒大，而且不均勻，而在低共熔點析出的低共熔混合物則是細小，均勻的微晶。微晶的分散程度高，比表面積大，溶解度也較大塊晶體的大。例如難溶于水的藥物服用后不易吸收，藥效慢，若將其與尿素或其他能溶于水并且無毒的化合物共熔，用快速冷卻方法制成低共熔混合物，因尿素在胃液中能很

31、快溶解，剩下高度分散的藥物，其溶解度和溶解速率都比大顆粒要高，有利于藥物吸收。（6）在化工生產和科學實驗中經常使用到冷凍劑，其中有一類冷凍劑是由水和鹽所組成的，其依據其依據就是低共點水鹽體系的相圖。按照最低共熔點的組成來配給水(冰)和鹽的量，就可以獲得較低的冷凍溫度。每一種水鹽體系冷凍劑冷卻的溫度都有一個最低的限度(最低共熔點)，因此我們可以根據各種水鹽體系相圖的最低共熔點，來選擇所需要的冷凍劑。2.2有固態化合物生成的固液系統2.2.1生成穩定化合物系統的相圖分析兩個組分A、B之間生成化合物C的系統的相圖，因加熱后化合物是否穩定而有所不同。穩定化合物加熱至其熔點后并不分解，因而液相組成與固相

32、組成相同。穩定化合物C與生成它的兩組分A、B之間可按兩個二組分系統(A-C系統和C-B系統)相圖來對待。因此，生成穩定化合物的二組分凝聚系統相圖較易于掌握.這一類的二組分系統有CuCl-FeCl3，Au-Fe(1:2)，CuCl2-KCl(1:1)，酚-苯酚（1:1）等，其相圖如下：若生成的化合物C不穩定，在將其加熱到某一定溫度時將分解成另一固相及一溶液，此溶液的組成與化合物的不同。這一溫度稱為化合物的分解溫度，亦稱為轉熔點。其相圖如右：若組分A和組分B形成穩定的化合物，化合物熔化時的液相組成和固相組成相圖，則化合物有自己的熔點，該熔點稱為“相合熔點”該圖可表示為甲酸A和甲酰胺B以一定物質的量

33、比形成一種穩定化合物C的相圖，“穩定”是指該化合物直到熔點D都是穩定的。這類體系的相圖，可以看做是由兩個簡單低共熔體系的相圖合并而成的。左半支可看做是有A和化合物C組成的二組分體系的相圖，右半支可看做是化合物C和B二組分相圖。左半支和右半支分別有一低共熔點。2.2.2生成不穩定化合物系統的相圖分析有些體系，兩個組分生成的化合物是不穩定的，當加熱化合物時，沒有達到熔點前它就分解而產生一個新的固相和組成與原化合物不同的溶液。這樣的反應又稱為轉熔反應，如右圖：若固體A和固體B能形成不穩定化合物C，在T時發生轉熔反應，建立固體C，固體A和液態混合物的三相平衡，若固體C加熱到T溫度時，將分解為A和液態了

34、l，反之，當固體A和液態l冷卻到T溫度時，則會有固體C生成。此時三相平衡共存。2.2.3有固溶體生成的固液系統相圖的分析兩種固體物質混合，加熱融化后，冷卻凝固，在凝固時，如果一種物質能均勻的分布到另一種物質中，就形成了固態溶液，簡稱固溶體。據兩組分在固相中互溶程度的不同，可分為“完全互溶”和“部分互溶”兩種情況。（1） 固相完全互溶系統的相圖有的系統中的兩個組分不僅能在液態是完全互溶，而且在固態時也能完全互溶，通常是由于兩組分的分子，原子或離子大小接近，在晶格中能夠彼此取代而成。這類系統的相圖與前述完全互溶的雙液系統的氣-液平衡相圖有相似的形式。（2）固相部分互溶系統的相圖兩固體部分互溶相圖與

35、液態部分互溶氣-液平衡相圖很相似。如右圖：圖中已標明各區域所代表的相。其中有一最低共熔點，只是此點是兩種固態混合物同時析出。屬于這一類相圖的體系有KNO3-NaNO3，AgCl-CuCl,Ag-Cu,Pb-Sb等。（3）系統有一轉溶溫度系統相邊界的精確測定，特別是復雜的金屬系統相邊界的測定較為困難，并要考慮其測定誤差。熱分析技術是測定金屬固-液系統相圖的一種有效方法。鉑-銀二組元金屬系統就是較復雜的金屬系統的一個典型例子。不僅二組分在固相部分互溶 ,而且在相圖中還出現“轉熔點”。如右圖：2.2.4有固溶體生成的固液系統相圖的應用（1）區域熔煉法制備高純度的金屬由于科學技術的高度發展，要求制備高

36、純度的金屬，例如半導體材料鍺和硅，要求純度高達8個9以上（即0.以上）這樣高的純度，用一般的化學方法是很難得到的。區域熔煉為制備高純度物質提供了一個有效的方法。例：區域熔煉法制備高純度的鋁，其原理是：利用雜質元素在液態金屬鋁和固態金屬鋁中分配差異來分離雜質，屬于加熱熔析熔煉法，可以獲得高純度的金屬鋁。采用區域熔煉法來進行熔煉，首先要把待精煉的鋁做成棒狀或開口環狀等長徑比很大的細長形狀，其精煉提純的最主要特征是“熔區”在不斷移動，雜質隨著“熔區”的移動，將根據其K值（大于1或者小于1）分別富集于固相素的去除，該方法仍然無能為力，對于這部分雜質可以采用預先化學處理除去，然后再做成條狀或棒狀進行區域

37、熔煉。區域熔煉法的熔煉技術主要用于獲得超高純鋁，可以將鋁的純度提高到99.9999以上。但其生產的產能低，由于采用該工藝進行生產所獲得的鋁晶粒很大，不適宜直接加工使用，必須在高純石墨坩堝內，在帶保護性的氣氛下進行重熔后，再鑄錠備用。由于對原鋁的提純度高達99.9999以上，所以對用于做超大規模集成電路的導線是非常必要和有用的，否則由于雜質的存在將引起計算機在工作過程中頻繁出現差錯。結 語二組分系統的相圖有多種，在雙液系中有：完全互溶的雙液系，部分互溶的雙液系，和不互溶的雙液系。而在固液系統中，介紹了簡單的低共熔混合物，有化合物生成的系統，完全互溶的固溶體，和部分互溶的固溶體等。通過對這些系統相圖的分析，我們在實際生產過程中，可以應用到化工生產當中。例如，利用液相沸點組成圖可以指導分餾操作，從而達到分離提純液體的目的。利用生成低共熔混合物的相圖可以根據最低共熔點的組成來配制制冷劑。等等二組分相圖的應用還不只如此，我們要學的還有很多很多。參考文獻1陳京才，許文靜,理想的完全互溶雙液系T、P、X關系的推導.實驗室研究與探索,2002年(01)2黃善儀.相圖的應用，湖北師范學院學報（自然科學版），199