相平衡(4).ppt

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1、二组分体系的相图及应用2021/7/16p-x图和T-x图保持一个变量为常量，从立体图上得到平面截面图。（1）保持温度不变，得p-x图较常用（3）保持组成不变，得T-p图不常用。（2）保持压力不变，得T-x图常用对于二组分体系，。P至少为1，则f最多为3。这三个变量通常是T，p和组成x。所以要表示二组分体系状态图，需用三个坐标的立体图表示。C=2,f=4-P2021/7/16理想的完全互溶双液系两个纯液体可按任意比例互溶，每个组分都服从拉乌尔定律，这样组成了理想的完全互溶双液系，或称为理想的液体混合物，如苯和甲苯，正己烷

2、与正庚烷等结构相似的化合物可形成这种双液系。(1)p-x图设和分别为液体A和B在指定温度时的饱和蒸气压，p为体系的总蒸气压2021/7/16理想的完全互溶双液系2021/7/16理想的完全互溶双液系在等温条件下，p-x-y图分为三个区域。在液相线之上，体系压力高于任一混合物的饱和蒸气压，气相无法存在，是液相区。在气相线之下，体系压力低于任一混合物的饱和蒸气压，液相无法存在，是气相区。在液相线和气相线之间的梭形区内，是气-液两相平衡。2021/7/16(3)T-x图亦称为沸点-组成图。外压为大气压力，当溶液的蒸气压等于外压

3、时，溶液沸腾，这时的温度称为沸点。2021/7/16从p-x图求对应的T-x图右图表示了组成与沸点之间的关系，2021/7/16将组成与沸点的关系标在一张以温度和组成为坐标的图上，就得到了T-x图。用的方法求出对应的气相组成线。2021/7/16杠杆规则（Leverrule）在T-x图的两相区，物系点C代表了体系总的组成和温度。通过C点作平行于横坐标的等温线，与液相和气相线分别交于D点和E点。DE线称为等温连结线（tieline）。落在DE线上所有物系点的对应的液相和气相组成，都由D点和E点的组成表示。2021/7/16

4、杠杆规则（Leverrule）即以物系点为支点，支点两边连结线的长度为力矩，计算液相和气相的物质的量或质量，这就是可用于任意两相平衡区的杠杆规则。即或可以用来计算两相的相对量（总量未知）或绝对量（总量已知）。2021/7/16精馏原理精馏将液态混合物同时经多次部分汽化和部分冷凝而使之分离的操作用A、B二组分T-x图表述精馏过程。取组成为x的混合物从精馏塔的半高处加入，这时温度为，物系点为O，对应的液、气相组成分别为和。2021/7/16蒸馏（或精馏）原理2021/7/16蒸馏（或精馏）原理精馏塔底部是加热区，温度最高；塔

5、顶温度最低精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。2021/7/16非理想的完全互溶双液系(1)对拉乌尔定律发生偏差由于某一组分本身发生分子缔合或A、B组分混合时有相互作用，都会造成某一组分对拉乌尔定律发生偏差，这偏差可正可负。2021/7/16非理想的完全互溶双液系如图所示，是对拉乌尔定律发生正偏差的情况，虚线为理论值，实线为实验值。真实的蒸气压大于理论计算值。2021/7/16非理想的完全互溶双液系得到对应的p-x(y)图和T-x(y)图，这时液相线已不再是直线。2021/7/16非理想的完全

6、互溶双液系(2)正偏差在p-x图上有最高点由于A，B二组分对拉乌尔定律的正偏差很大，在p-x图上形成最高点，在p-x图上有最高点者，在T-x图上就有最低点，这最低点称为最低恒沸点（minimumazeotropicpoint）2021/7/16非理想的完全互溶双液系2021/7/16非理想的完全互溶双液系最低恒沸混合物在T-x（y）图上，处在最低恒沸点时的混合物称为最低恒沸混合物（Low-boilingazeotrope）。它是混合物而不是化合物。属于此类的体系有：等。在标准压力下，的最低恒沸点温度为351.28K，含乙

7、醇95.57。2021/7/16非理想的完全互溶双液系（3）负偏差在p-x图上有最低点由于A，B二组分对拉乌尔定律的负偏差很大，在p-x图上形成最低点，如图(a)所示。在p-x图上有最低点，在T-x图上就有最高点，这最高点称为最高恒沸点（maximumazeotropicpoint）分别画出p-x(y)图和T-x(y)图。如图(b)，(c)所示。2021/7/16非理想的完全互溶双液系2021/7/16非理想的完全互溶双液系最高恒沸点混合物在T-x(y)图上，处在最高恒沸点时的混合物称为最高恒沸混合物（high-boi

8、lingazeotrope）。它是混合物而不是化合物，属于此类的体系有：等。在标准压力下，的最高恒沸点温度为381.65K，含HCl20.24，分析上常用来作为标准溶液。2021/7/16不互溶的双液系不互溶双液系的特点如果A，B两种液体彼此互溶程度极小，以致可忽略不计。则A与B共存时，各组分的蒸气压与单独存在时一