1、 第六章第六章 相相 平平 衡衡 相平衡原理相平衡原理 化學化工生產中單元操作化學化工生產中單元操作( (蒸餾、結晶等蒸餾、結晶等) ) 的理論基礎的理論基礎 在冶金、材料、采礦、地質等生產中也必在冶金、材料、采礦、地質等生產中也必 不可少不可少 相平衡研究內容：相平衡研究內容： 表達相平衡系統的狀態如何隨其溫度、壓力、表達相平衡系統的狀態如何隨其溫度、壓力、 組成等而變化組成等而變化 兩種方法：兩種方法： 數學公式數學公式如克拉佩龍方程、拉烏爾定律等等如克拉佩龍方程、拉烏爾定律等等 相圖相圖直觀直觀 本章主要介紹相律和一些基本的相圖，以及如何由本章主要介紹相律和一些基本的相圖，以及如何由 實

2、驗數據繪制相圖、如何應用相圖等等。實驗數據繪制相圖、如何應用相圖等等。 6-1 相律相律 相律是相律是Gibbs 1876年由熱力學原理導出，用于確年由熱力學原理導出，用于確 定相平衡系統中能夠獨立改變的變量個數定相平衡系統中能夠獨立改變的變量個數 相相系統中物理性質和化學性質完全相同的均系統中物理性質和化學性質完全相同的均 勻部分相數勻部分相數系統內相的數目，用系統內相的數目，用P表示表示 1. 基本概念基本概念 （1）相和相數）相和相數 反應系統反應系統 有兩個固相，一個氣相，總相數有兩個固相，一個氣相，總相數 P = 3 （2）自由度和自由度數）自由度和自由度數 自由度是指維持系統相數不

3、變情況下，可以獨立改自由度是指維持系統相數不變情況下，可以獨立改 變的變量（如溫度、壓力、組成等），其個數為自變的變量（如溫度、壓力、組成等），其個數為自 由度數，用由度數，用F 表示。表示。 純水氣、液兩相平衡系統：純水氣、液兩相平衡系統： 任意組成的二組分鹽水溶任意組成的二組分鹽水溶 液與水蒸氣兩相平衡系統：液與水蒸氣兩相平衡系統： 變量：變量：T，p，x 但但 固體鹽、鹽的飽和水溶液與水蒸氣三相平衡：固體鹽、鹽的飽和水溶液與水蒸氣三相平衡： 變量：變量：T，p，x 但但 變量：變量：T，p 但但 2. 2. 相律相律 相律：確定系統的自由度數相律：確定系統的自由度數 自由度數自由度數 =

4、 總變量數非獨立變量數總變量數非獨立變量數 = 總變量數關聯變量的方程式總變量數關聯變量的方程式 總變量數總變量數：包括溫度、壓力及組成：包括溫度、壓力及組成 S 種物質分布于種物質分布于P 個相中的每一相個相中的每一相 一相中有一相中有 S 個組成變量個組成變量 P 個相中共有個相中共有 PS 個組成變量個組成變量 系統總的變量數為：系統總的變量數為： 方程式數方程式數： 每一相中組成變量間每一相中組成變量間 每一種物質，化學勢相等的方程式數每一種物質，化學勢相等的方程式數 = P1 S 種物質，化學勢相等的方程式數種物質，化學勢相等的方程式數= S（P1） P個相中共有個相中共有P個關聯組

5、成的方程個關聯組成的方程 平衡時每種物質在各相中的化學勢相等，即平衡時每種物質在各相中的化學勢相等，即 若存在若存在R個獨立的化學平衡反應，個獨立的化學平衡反應， 每一個反應每一個反應 若還有若還有R個獨立的限制條件個獨立的限制條件 則系統中關聯變量的方程式個數為則系統中關聯變量的方程式個數為: R個獨立平衡反應對應個獨立平衡反應對應R個方程式個方程式 相律：相律： 自由度數自由度數 = 總變量數關聯變量的方程式總變量數關聯變量的方程式 S物種數物種數 C組分數組分數 3. 幾點說明幾點說明 （1）推導時，假設每一相中）推導時，假設每一相中S 種物質均存在，實際種物質均存在，實際 情況與此不符

6、也成立：某一相中若不存在某物質時，組情況與此不符也成立：某一相中若不存在某物質時，組 成變量少一個，化學勢方程式也減少一個。成變量少一個，化學勢方程式也減少一個。 （2）相律中的）相律中的2表示系統整體的溫度、壓力皆相同。表示系統整體的溫度、壓力皆相同。 與此條件不符的系統，如滲透系統，則需修正補充。與此條件不符的系統，如滲透系統，則需修正補充。 （3）相律中的）相律中的2表示只考慮溫度、壓力對系統相平衡表示只考慮溫度、壓力對系統相平衡 的影響，但也需考慮其它因素（如電場、磁場、重力場的影響，但也需考慮其它因素（如電場、磁場、重力場 等）對系統相平衡的影響時，相律的形式應為等）對系統相平衡的影

7、響時，相律的形式應為 （4）對于大氣壓力下凝聚系統，壓力影響很小，相）對于大氣壓力下凝聚系統，壓力影響很小，相 律的形式為律的形式為 例例. 在一個密閉抽空的容器中有過量的在一個密閉抽空的容器中有過量的NH4I(s)，同時，同時 存在下列平衡：存在下列平衡： 求此系統的自由度數求此系統的自由度數 解：系統三個平衡反應中，只有兩個是獨立的，故解：系統三個平衡反應中，只有兩個是獨立的，故 R = 2 四種氣體的分壓力間存在如下定量關系四種氣體的分壓力間存在如下定量關系 例例 題題 PCl5(g)被放入被放入恒溫恒溫的容器中，并與其的容器中，并與其 分解產物分解產物PCl3(g)和和Cl2(g) 成

8、平衡，此時該成平衡，此時該 平衡系統的平衡系統的 F = ？ 6-2 單組分系統相圖單組分系統相圖 1. 相律分析相律分析 單組分系統不涉及組成，要描述其狀態只需單組分系統不涉及組成，要描述其狀態只需T、p兩兩 個變量單組分系統的相圖個變量單組分系統的相圖pT圖圖 2.2.水的相圖水的相圖 中常壓力下中常壓力下 ，g、l、s 三相三相 雙變量系統雙變量系統 F = 2 單變量系統單變量系統 F = 1 無變量系統無變量系統 F = 0 冰冰 水水 水蒸氣水蒸氣 冰冰水水 冰冰水蒸氣水蒸氣 水水水蒸氣水蒸氣 溫度溫度t/ 系統的飽和蒸氣壓系統的飽和蒸氣壓p/kPa 平衡壓力平衡壓力p/kPa 水

9、水水蒸氣水蒸氣 冰冰水蒸氣水蒸氣 冰冰水水 -20 0.126 0.103 193.5103 -15 0.191 0.165 156.0103 -10 0.289 0.260 110.4103 -5 0.422 0.414 59.8103 0.01 0.610 0.610 0.610 20 2.338 40 7.376 100 101.325 200 1554.4 374 22066 表表6.2.1 水的相平衡數據水的相平衡數據 OA：冰的熔點曲線：冰的熔點曲線 OB：冰的飽和蒸氣壓曲線：冰的飽和蒸氣壓曲線 OC：水的飽和蒸氣壓曲線：水的飽和蒸氣壓曲線 （蒸發）（蒸發） 斜率斜率 斜率斜率 斜

10、率斜率 線：線：F 1 OC：過冷水飽和蒸氣壓曲線：過冷水飽和蒸氣壓曲線 點：點： F 0 O： 三相點三相點 （0.01 C，0.610kPa） 面：面：F = 2 三個單相區三個單相區 l、g、s 三相點三相點是物質自身的特性，不能加以改變，是物質自身的特性，不能加以改變， 如如H2O的三相點的三相點 冰點冰點是在大氣壓力下，水、冰、氣三相共存。當是在大氣壓力下，水、冰、氣三相共存。當 大氣壓力為大氣壓力為101.325KPa時，冰點溫度為時，冰點溫度為273.15K 改變外壓，冰點也隨之改變。改變外壓，冰點也隨之改變。 水的三相點水的三相點是很重要的性質是很重要的性質,被用來定義熱力學被

11、用來定義熱力學 溫度單位溫度單位(規定水的三相點的溫度為規定水的三相點的溫度為273.16K,相應地相應地 每每1K就是水的三相點溫度的就是水的三相點溫度的1/273.16) 冰點冰點溫度比三相點溫度低溫度比三相點溫度低 是由兩種因素造成的：是由兩種因素造成的：0.01 K （1 1）因外壓增加，使凝固點下降因外壓增加，使凝固點下降 ；0.00748 K （2 2）因水中溶有空氣，使凝固點下降因水中溶有空氣，使凝固點下降 。 0.00241 K 三相點與冰點的區別 說明：說明： （1）在高壓下除普通的冰外，尚有幾種不同晶型的）在高壓下除普通的冰外，尚有幾種不同晶型的 冰冰 （2）對多數物質來說

12、，在熔化過程中體積增大，故）對多數物質來說，在熔化過程中體積增大，故 熔點曲線的斜率為正值，如熔點曲線的斜率為正值，如CO2相圖相圖 硫的相圖硫的相圖 四個單相區；四個單相區； 六條兩相平衡線；六條兩相平衡線； 四個三相點。四個三相點。 硫在常溫常壓下硫在常溫常壓下 有兩種晶型：單斜硫有兩種晶型：單斜硫 和正交硫。因此，硫和正交硫。因此，硫 的相圖中共有：的相圖中共有： 四個單相區；四個單相區； 六條兩相平衡線；四六條兩相平衡線；四 個三相點（其中一個個三相點（其中一個 是亞穩的）。是亞穩的）。 圖為碳的相圖圖為碳的相圖,已知已知C(石墨石墨)變為變為C(金剛石金剛石)的焓變小于的焓變小于0.

13、 O點、線點、線OA,OB,OC分別代表什么分別代表什么? 常溫下，石墨、金剛石何者是熱力學上的穩定相？常溫下，石墨、金剛石何者是熱力學上的穩定相？ 在在2000K下把石墨轉變成金剛石需要多大壓力下把石墨轉變成金剛石需要多大壓力? 增加壓力可使石墨轉變為金剛石。石墨的摩爾體積大增加壓力可使石墨轉變為金剛石。石墨的摩爾體積大 于金剛石的摩爾體積，那加壓使石墨轉變為金剛石的于金剛石的摩爾體積，那加壓使石墨轉變為金剛石的 過程吸熱還是放熱過程吸熱還是放熱? 課程小結課程小結 1 相律相律 F=C-P+2 C=S-R-R 2 單組分系統相圖單組分系統相圖 點點 三相平衡，三相平衡，P=3，F=0 線線

14、 兩相平衡，兩相平衡，P=2，F=1 面面 一個相，一個相，P=1，F=2 6-3 二組分系統理想液態混合物的氣二組分系統理想液態混合物的氣液平衡相圖液平衡相圖 描述二組分系統變量：描述二組分系統變量：T、p、x 二組分凝聚系統：二組分凝聚系統：Tx 圖圖 （壓力影響較小）（壓力影響較小） 二組分系統相圖：氣二組分系統相圖：氣液平衡相圖液平衡相圖 理想系統理想系統 真實系統真實系統 一般正偏差一般正偏差 最大正偏差最大正偏差 一般負偏差一般負偏差 最大負偏差最大負偏差 液態完全互溶系統液態完全互溶系統 p-x、t-x圖圖 液態部分互溶系統液態部分互溶系統 t-x圖圖 氣相組成介于兩液相之間氣相

15、組成介于兩液相之間 氣相組成位于兩液相同側氣相組成位于兩液相同側 液態完全不互溶系統液態完全不互溶系統 t-x圖圖 1. 理想液態混合物系統壓力理想液態混合物系統壓力組成圖組成圖 A、B形成理想液態混合物：分壓符合形成理想液態混合物：分壓符合Raoult定律定律 A組分分壓：組分分壓： B組分分壓：組分分壓： 氣相總壓：氣相總壓： 均成直線關系均成直線關系 液相線：氣相總壓液相線：氣相總壓p與液相組成與液相組成 x之間的關系曲線之間的關系曲線 氣相線：總壓氣相線：總壓p與氣相組成與氣相組成y之間的關系曲線之間的關系曲線 甲苯（甲苯（A）苯（苯（B） 系統系統 甲苯甲苯(A)苯苯(B)系統：系統

16、： 對易揮發組分苯對易揮發組分苯B： 易揮發組分在氣相中的組成易揮發組分在氣相中的組成 大于它在液相中的組成大于它在液相中的組成 系統點為系統點為M時的時的相點相點L2、G2，結線結線L2G2 2、杠桿規則：、杠桿規則： 設：設：nG氣相量氣相量 nL液相量液相量 整理可得：整理可得： 杠桿規則杠桿規則 確定兩共存相的量確定兩共存相的量 小結 變變 量量 兩相區內恒溫降壓兩相區內恒溫降壓 過程（過程（L1G3） 備備 注注 組組 成成 系統總組成系統總組成恒定不變，為恒定不變，為xMxMnB/(nA+nB) 液相組成液相組成xL 沿液相線沿液相線 L1L2L3減小減小 氣相組成氣相組成xG 沿

17、氣相線沿氣相線 G1G2G3減小減小 物物 質質 的的 量量 系統總的物質的量系統總的物質的量 恒定不變恒定不變n=nL+nG=nA+nB 液相物質的量液相物質的量nL 逐漸減少，直至全逐漸減少，直至全 部消失部消失 可根據杠桿規可根據杠桿規 則計算則計算nL和和nG 氣相物質的量氣相物質的量nG 逐漸增多，直至全逐漸增多，直至全 部為氣相部為氣相 例例 題題 系統中系統中A、B兩物質的物質的量各兩物質的物質的量各 5mol，當加熱到某一溫度時，系統內氣、，當加熱到某一溫度時，系統內氣、 液共存的兩相組成分別為液共存的兩相組成分別為yB=0.7， xB=0.2,求兩相中組分求兩相中組分A和和B

18、的物質的量的物質的量 各為多少各為多少? 3. 理想液態混合物系統溫度理想液態混合物系統溫度組成圖組成圖 甲苯（甲苯（A）苯（苯（B）系統）系統 杠桿規則也適用于杠桿規則也適用于t x圖圖 泡點線泡點線 露點線露點線 6-4 二組分真實液態混合物的氣二組分真實液態混合物的氣液平衡相圖液平衡相圖 真實液態混合物往往對拉烏爾定律產生偏差真實液態混合物往往對拉烏爾定律產生偏差, 按按 px 圖可將偏差分為四類圖可將偏差分為四類: 一般正偏差一般正偏差 一般負偏差一般負偏差 最大正偏差最大正偏差 最大負偏差最大負偏差 (1) 一般正偏差系統一般正偏差系統 1. 壓力壓力組成圖組成圖 苯苯(A)丙酮丙酮

19、(B)系統系統 （2）一般負偏差系統）一般負偏差系統 氯仿氯仿(A)乙醚乙醚(B)系統系統 （3）最大正偏差系統）最大正偏差系統 實際蒸氣總壓比拉烏實際蒸氣總壓比拉烏 爾定律計算的蒸氣總爾定律計算的蒸氣總 壓大，且在某一組成壓大，且在某一組成 范圍內比易揮發組分范圍內比易揮發組分 的飽和蒸氣壓還大，的飽和蒸氣壓還大， 實際蒸氣總壓出現最實際蒸氣總壓出現最 大值大值 甲醇甲醇(A)氯仿氯仿(B)系統系統 （4）最大負偏差系統）最大負偏差系統 實際蒸氣總壓比拉烏實際蒸氣總壓比拉烏 爾定律計算的蒸氣總爾定律計算的蒸氣總 壓小，且在某一組成壓小，且在某一組成 范圍內比難揮發組分范圍內比難揮發組分 的飽

20、和蒸氣壓還小，的飽和蒸氣壓還小， 實際蒸氣總壓出現最實際蒸氣總壓出現最 小值小值 氯仿氯仿(A)丙酮丙酮(B)系統系統 去掉分壓線，加上氣相線：去掉分壓線，加上氣相線： 氯仿氯仿(A)丙酮丙酮(B)系統系統 甲醇甲醇(A)氯仿氯仿(B)系統系統 最高點：液相線和氣相線相切最高點：液相線和氣相線相切 最低點：液相線和氣相線相切最低點：液相線和氣相線相切 柯諾瓦洛夫柯諾瓦洛夫吉布斯（吉布斯（KonovalovGibbs）定律）定律： 若液態混合物中增加某組分若液態混合物中增加某組分B后，蒸氣總壓增加后，蒸氣總壓增加(或一定壓或一定壓 力下液體的沸點下降力下液體的沸點下降)，則，則yBxB 在在px

21、圖（或圖（或Tx圖）中的最高點或最低點上，圖）中的最高點或最低點上， yB=xB 2溫度溫度組成圖組成圖 氯仿氯仿(A)丙酮丙酮(B)系統系統 甲醇甲醇(A)氯仿氯仿(B)系統系統 px圖上最圖上最高高點點 Tx圖上最圖上最低低點（點（ yB=xB ） 最最低低恒沸點恒沸點恒沸混合物恒沸混合物 px圖上最圖上最低低點點 Tx圖上最圖上最高高點（點（ yB=xB ） 最高恒沸點最高恒沸點恒沸混合物恒沸混合物 最最 大大 負負 偏偏 差差 最最 大大 正正 偏偏 差差 改變壓力：可改變恒沸混合物組成，或使恒沸點消失。改變壓力：可改變恒沸混合物組成，或使恒沸點消失。 3 小小 結結 精餾原理：精餾原

22、理：將液態混合物同時經多次部分氣化和部分冷凝將液態混合物同時經多次部分氣化和部分冷凝 部分冷凝時氣相部分冷凝時氣相 部分氣化時液相部分氣化時液相 易揮發組分純易揮發組分純B 難揮發組分純難揮發組分純A 具有最高具有最高(低低)恒沸點的恒沸點的 二組分系統：精餾后二組分系統：精餾后 只能得到一個純組分只能得到一個純組分+ 恒沸混合物，不能同恒沸混合物，不能同 時得到兩個純組分時得到兩個純組分 精餾塔精餾塔 在精餾塔中，在精餾塔中， 部分氣化與部分部分氣化與部分 冷凝同時連續進冷凝同時連續進 行，即可將行，即可將 A A、B B 分開分開 從相圖看精餾分離的難易從相圖看精餾分離的難易 易揮發組分從

23、塔頂出來；不易揮發組分從塔釜出來。易揮發組分從塔頂出來；不易揮發組分從塔釜出來。 6-6 二組分液態部分互溶及完全不互溶系統的二組分液態部分互溶及完全不互溶系統的 氣氣液平衡相圖液平衡相圖 1部分互溶液體的相互溶解度部分互溶液體的相互溶解度 水水(A)苯酚苯酚(B)系統系統 共軛溶液：兩個平衡共存的液層共軛溶液：兩個平衡共存的液層 MC苯酚在水中的溶解度曲線苯酚在水中的溶解度曲線 NC水在苯酚中的溶解度曲線水在苯酚中的溶解度曲線 C點點高臨界會溶點或高會溶高臨界會溶點或高會溶 點：當高于點：當高于C點溫度時，苯酚和點溫度時，苯酚和 水可以按任意比例完全互溶水可以按任意比例完全互溶 具有高會溶點

24、的系統：常見的還有水具有高會溶點的系統：常見的還有水苯胺，正己苯胺，正己 烷烷硝基苯，水硝基苯，水正丁醇等正丁醇等 水水三乙基胺三乙基胺 18以下能以任意比例完全互溶以下能以任意比例完全互溶 18以上卻部分互溶以上卻部分互溶 具有低臨界會溶點或低會溶點系統具有低臨界會溶點或低會溶點系統 水水煙堿煙堿 60.8以下完全互溶以下完全互溶 208以上完全互溶以上完全互溶 兩溫度之間部分互溶兩溫度之間部分互溶 具有封閉式的溶解度曲線具有封閉式的溶解度曲線 有兩溶點：高會溶點有兩溶點：高會溶點(在上在上)和低會溶點和低會溶點(在下在下) 苯苯硫硫 163以下部分互溶以下部分互溶 226以上部分互溶以上部

25、分互溶 兩溫度之間完全互溶兩溫度之間完全互溶 有兩會溶點：低會溶點位于高會溶點的上方有兩會溶點：低會溶點位于高會溶點的上方 其其 它它 （1）氣相組成介于兩液相組成之間的系統氣相組成介于兩液相組成之間的系統 2部分互溶系統的溫度部分互溶系統的溫度組成圖組成圖 水水(A)正丁醇正丁醇(B)系統系統 P、Q分別為水和正丁醇沸點分別為水和正丁醇沸點 ML1、NL2：相互溶解度曲線相互溶解度曲線 PL1、 QL2 ：氣液：氣液平衡的液相線平衡的液相線 PG、QG：氣液：氣液平衡的氣相線平衡的氣相線 L1GL2：三相線：三相線 相區：分析相區：分析 三相線對應的溫度共沸溫度三相線對應的溫度共沸溫度 F

26、= CP+1=23+1=0 三三 相相 線線 三相平衡時：氣相點位于三相線中間三相平衡時：氣相點位于三相線中間 水水(A)正丁醇正丁醇(B)系統系統 （組成不變、量變）（組成不變、量變） ad加熱過程加熱過程分析：分析： 剛離開：剛離開：l1 + g （l2消失）消失） 12 llg a點：兩共軛液相（量、組成）點：兩共軛液相（量、組成） b點點 剛到達：剛到達：l1 + l2 c點：點： d點點 液相消失液相消失 氣相升溫氣相升溫 l1、g兩相的量及組成均變兩相的量及組成均變 l1、l2兩相的量及組成均變兩相的量及組成均變 壓力足夠大時的溫度壓力足夠大時的溫度組成圖：組成圖： p足夠大時：泡

27、點足夠大時：泡點會溶點會溶點 相圖分為兩部分：相圖分為兩部分： 上：有最低恒沸點的氣液相上：有最低恒沸點的氣液相 圖圖 下：二液體的相互溶解圖下：二液體的相互溶解圖 壓力對液體的相互溶解度壓力對液體的相互溶解度 曲線影響不大曲線影響不大 水水(A)正丁醇正丁醇(B)系統系統 （2）氣相組成位于兩液相組成的同一側的系統）氣相組成位于兩液相組成的同一側的系統 三相平衡時：三相平衡時： 氣相點位于三相線一端氣相點位于三相線一端 12 lg l 加熱 冷卻 3完全不互溶系統的溫度完全不互溶系統的溫度組成圖組成圖 二組分完全不互溶二組分完全不互溶 t共 共 tA* tB* 共沸點共沸點 t共 共： ：

28、p總 總 p外 外時溫度 時溫度 * AB ppp A(l)B(l)g 加熱 冷卻 應用：應用：水蒸氣蒸餾水蒸氣蒸餾不溶于水的高沸點的液體和水不溶于水的高沸點的液體和水 一起蒸餾，使兩液體在低于水的沸點下共沸，以保證一起蒸餾，使兩液體在低于水的沸點下共沸，以保證 高沸點液體不致因溫度過高而分解，達到提純的目的高沸點液體不致因溫度過高而分解，達到提純的目的 二組分系統液二組分系統液-固相圖固相圖 固態不互溶凝聚系統固態不互溶凝聚系統 生成化合物凝聚系統生成化合物凝聚系統 固態互溶系統相圖固態互溶系統相圖 相圖相圖 熱分析法熱分析法 溶解度法溶解度法 穩定化合物穩定化合物 不穩定化合物不穩定化合物

29、 完全互溶完全互溶 部分互溶部分互溶 有一低共熔點有一低共熔點 有一轉變溫度有一轉變溫度 t-x圖圖 6-7 二組分固態不互溶系統液二組分固態不互溶系統液固平衡相圖固平衡相圖 P、Q分別為分別為A和和B的凝固點的凝固點 PL、 QL ：凝固點降低曲線凝固點降低曲線 S1S2：三相線：三相線 三相線對應的溫度三相線對應的溫度低共熔點溫度；低共熔混合物低共熔點溫度；低共熔混合物 F = CP+1=23+1=0 三三 相相 線線 6-7 二組分固態不互溶系統液二組分固態不互溶系統液固平衡相圖固平衡相圖 1. 相圖的分析相圖的分析 ae降溫過程降溫過程分析：分析： 剛離開：剛離開：A(s)+B(s)

30、（l消失）消失） （l組成不變、量變）組成不變、量變） lA(s)B(s) a點：液態點：液態 d點點 剛到達：剛到達：A (s)+l(L) e點點 A(s)、B(s)兩相的量不變，降溫過程兩相的量不變，降溫過程 l相組成及相組成及A(s) 、l兩相量均變兩相量均變 b點：開始析出點：開始析出A(s) 注：兩相區內兩相的量符合杠桿規則注：兩相區內兩相的量符合杠桿規則 2. 熱分析法：熱分析法：Bi-Cd系統的冷卻曲線及相圖系統的冷卻曲線及相圖 冷卻曲線冷卻曲線 拐點：發生相變拐點：發生相變, F = 1 平臺：純物質兩相平衡或二組分三相平臺：純物質兩相平衡或二組分三相 平衡平衡, F = 0

31、溶解度法溶解度法 c e d c e d e 在不同溫度下測定鹽的溶解度，根據大在不同溫度下測定鹽的溶解度，根據大 量實驗數據，繪制出水量實驗數據，繪制出水- -鹽的鹽的T-xT-x圖。圖。 B B析出析出 A A 析析 出出 l 消失消失 3. 溶解度法：溶解度法： H2O(NH4)2SO4系統的相圖系統的相圖 應用：結晶分離鹽類應用：結晶分離鹽類 在化工生產和科學研究中常要用到低溫浴，配在化工生產和科學研究中常要用到低溫浴，配 制合適的水制合適的水- -鹽體系，可以得到不同的低溫冷凍液。鹽體系，可以得到不同的低溫冷凍液。 例如：例如： 2 H O-NaCl(s) ) s (CaCl-OH

32、22 KCl(s)-OH2 水鹽體系水鹽體系 低共熔溫度低共熔溫度 252 K -21 218 K -55 262.5 K -10.5 257.8 K -15.3 Cl(s)NH-OH 42 在冬天，為防止路面結冰，撒上鹽，實在冬天，為防止路面結冰，撒上鹽，實 際用的就是冰點下降原理。際用的就是冰點下降原理。 穩定化合物：有相合熔點穩定化合物：有相合熔點 在固相、液相都可存在在固相、液相都可存在 例：苯酚例：苯酚(A)苯胺苯胺(B)系統中系統中 A、B分子分子1:1的化合物的化合物C C6H5OH C6H5NH2 此圖可看成由兩個簡單低共此圖可看成由兩個簡單低共 熔混合物相圖組合而成熔混合物相圖組合而成 6-8 生成化合物的二組分凝聚系統相圖生成化合物的二組分凝聚系統相圖 1生成穩定化合物系統生成穩定化合物系統 苯酚苯酚(A)苯胺苯胺(B)系統系統 具有多種穩定化合物：具有多種穩定化合物： 224 H OH SO 系統系統 生成三個化合物生成三個化合物 224 H OH SO系統系統 2生成不穩定化合物系統生成不穩定化合物系統 不穩定化合物，只能在固態時存在不穩定化合物，只能在固態時存在 三相線三相線 12 11 : C(s)l( )B(s) : A(s)C(s)l( ) L