相平衡概念二组分液相x

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1、2021/8/6作业（第四版）1,3第五版）1，4预习：6.76.8,6.9,6.102021/8/6§6-1相平衡的条件6-2相律（PhaseRule）6-3纯物质（单组分）的两相平衡6-4纯物质（单组分系统）的相图6-5二组分理想溶液的g-l平衡相图6-6二组分非理想溶液的g-l相图6-7二组分液态部分互溶及完全不互溶系统的g-l相图§6-8二组分液态完全互溶、固态完全不互溶凝聚系统相图§6-9二组分液态完全互溶、固态完全互溶或部分互溶凝聚系统相图§6-10二组分凝聚系统复杂相图举例§6-11三组分系统相图简介2021/8/6基本要求理解相律的意义、推导，掌握其应用。掌握单组分系统、二

2、组分气——液平衡系统和二组分凝聚系统典型相图的分析和应用。掌握用杠杆规则进行分析与计算。了解由实验数据绘制简单相图的方法。2021/8/6第六章相平衡Chapter6PhaseEquilibrium热力学原理对相平衡系统的应用本章任务(1)相平衡系统的普遍规律(2)各种系统的具体相平衡情况重点：二组分系统的相平衡情况2021/8/62021/8/66－1相平衡的条件（Conditionofphaseequilibrium)一、相的概念（Conceptaboutphase）相：在系统中，物理性质和化学性质完全均匀的部分。相间有界面越过相界面有些性质发生突变相数：P如何确定相数相态：当系统的P

3、和各相的形态不变时，称系统处于确定的相态。2021/8/6二、相平衡的条件（Conditionofphaseequilibrium）任意物质B在它所存在的所有相中的化学势相等：μB(1)=μB(2)=…=μB(P)例如：水(A)+乙醇(B)+蔗糖(C)系统g-l平衡gA+BslnA+B+CμA(sln)=μA(g)μB(sln)=μB(g)相平衡系统：满足相平衡条件的系统。2021/8/66－2相律（PhaseRule）一、物种数和组分数(Thenumberofsubstanceandthenumberofcomponent)物种数：S，系统中所含物质的种类数。组分数：定义为C＝S–R–R

4、’化学反应数：R，各物种之间实际存在的独立的化学反应浓度限制条件：R’，在同一相中，除∑BxB=1外，其他固定不变的浓度关系2021/8/6例如：金属Zn的冶炼ZnS(矿石)ZnO(s)Zn灼烧用C还原～1200℃Zn(g)+CO(g)+CO2(g)ZnO(s)C(s)P=3S=52021/8/6反应①ZnO+C→CO+Zn反应②2ZnO+C→CO2+2Zn反应③CO2+C→2CO③=2①－②∴R=2∵气相中CO和CO2中的O均来源于ZnO∴n(Zn,g)=n(CO,g)+2n(CO2,g)即x(Zn)=x(CO)+2x(CO2)∴R’=1因此C＝5－2－1＝2，即二组分系统2021/8/

5、6为什么要引入组分数的概念例如：水S=1，则R=0，R’=0∴C=1S=3，则R=1，R’=1∴C=1所以C比S更具科学性，便于交流。单组分系统2021/8/6答：容器内有PCl5(g)+PCl3(g)+Cl2(g)。S=3，R=1，R’=0，C=3–1–0=2。若PCl5(g)单独放在一密闭容器中，达平衡后，C=？答：S=3，R=1，R’=1，C=3–1–1=1若CaCO3(s)单独放在一密闭容器中，达平衡后C=？答：容器内有CaCO3(s)+CaO(s)+CO2(g)。S=3，R=1，R’=0，C=3–1–0=2。因CaO(s)和CO2(g)在两相中，没有浓度关系。例1PCl5(g)+

6、Cl2(g)放在一密闭容器中，达平衡后，C=？2021/8/6例2系统中有C(s),H2O(g),CO2(g),CO(g),H2(g)共存，C=？答：系统中有反应：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)C(s)+CO2(g)2CO(g)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)其中S=5，独立化学平衡数R3=2C=5–2=3注意：系统确定后，其组分数是确定的，物种数有一定随意性。2021/8/6例3NaCl-H2O系统NaCl，H2O:S=2,R=0,R’=0,C=2NaCl不饱和水溶液Na+,Cl－,H2O:S=3,R=0,R’=1:[Na+]=[Cl－],C=3–

7、1=2NaCl饱和水溶液，有NaCl(s)存在NaCl(s),Na+,Cl－,H2O:S=4,R=1:NaCl(s)Na++Cl－,R’=1:[Na+]=[Cl－],C=4–1–1=22021/8/6系统确定后，其组分数是确定的NaCl(s),Na+,Cl－,H2O,H+,OH－:S=6,R=2:NaCl(s)Na++Cl－,H2OH++OH－,R’=2:[Na+]=[Cl－],[H+]=[OH－],电中性[Na+