不互溶双液系的饱和蒸气压与沸点ppt课件.ppt

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1、第五章相平衡§1引言§2多相平衡体系的一般条件§3相律§4单组分系统两相平衡§5二组分体系的相图及应用§6三组分体系的相图物理化学电子教案丽水学院化学系第五章相平衡§1引言在化学、化工的科研和生产中，对原料和产品都有一定的纯度要求，因此常常需要对原料和产品进行必要的分离和提纯，最常用的分离和提纯方法是结晶、蒸馏、萃取和吸收等。这些过程的理论基础就是相平衡原理。物理化学电子教案丽水学院化学系另外在研究金属的冶炼过程中相的变化，根据相的变化进而研究金属的成分、结构与性能之间的关系。各种天然或人工合成的熔盐

2、体系(主要是硅酸盐，如：水泥、陶瓷、炉渣、耐火粘土，石英岩等)，天然的盐类(如：岩盐、盐湖等)及一些工业合成产品，都是重要的多相体系，都需要用到相平衡的理论。先来看一下相平衡理论中的一些基本概念。物理化学电子教案丽水学院化学系一、几个基本概念1．相和相数相：在体系内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分称为“相”。在多相体系中，相与相之间在指定的条件下有明显的界面，越过界面时，物理性质和化学性质发生突变。相数：体系中所具有的相的总数，叫做“相数”。以符号Φ表示。物理化学电子教案丽水学院化学系相平衡体系中

3、，判断相数的规律：气相中相数的判断：由于各种气体分子能无限制地均匀混合，所以，一个体系中无论有多少种气体存在，最多只能有一个气相。液相中相数的判断：由于不同种液体的互相溶解程度不同，一个体系中，可以出现一个、二个、有时甚至同时有三个液相共存，一般不会超过三个相同时共存。我认为可以通过液体中的界面数来判断液相数。物理化学电子教案丽水学院化学系固相中相数的判断：如果不同种固体，没有达到分子程度的分散、混合，即没有形成固溶体，那么，体系中含有多少种固体，就有多少种固相。如：将糖、盐、砂共混并研细，不论是研得

4、多少细、混合得多么均匀，仍是三个相。没有气相的体系称为“凝聚体系”。有时气体虽然存在，但可不作为我们的讨论对象，不划入体系之内。如:讨论合金体系时，可以不考虑气相。物理化学电子教案丽水学院化学系2．物种数和组分数物种数：体系中所含的化学物质种类数，称体系的“物种数”。用符号S表示。要注意的是：处于不同聚集态的同一种化学物质（如液态水和水蒸气）只能算同一种物质，而不能算不同的物质。（比较易理解）组分数：足以确定平衡体系中的所有各相组成，所需要的最少数目的独立物质，称独立组分，简称“组分”。其数目称为独立

5、组分数，简称“组分数”。符号：C或K。物理化学电子教案丽水学院化学系如：PCl5（g）、PCl3（g）、Cl2（g）三种物质构成的系统，由于有下列化学平衡的存在（也只有这一种化学平衡存在）：PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）所以，物种数为3（S=3）；但是由于化学平衡的存在，只要有任意二种物质的存在和量的确定，则第三种物质就一定存在（不管你是否加入过），而且其量可由平衡常数来确定。所以，组分数为2（C=2）。物理化学电子教案丽水学院化学系独立化学平衡数：它是指：以体系中的S种物质作为反应物和

6、生成物，所能发生的独立的化学平衡关系式的数目，也即有或可以存在着多少个（种）独立的化学平衡）。用R表示。如：PCl5（g）、PCl3（g）、Cl2（g）三种物质构成的系统，由于有下列化学平衡的存在（也只有这一种化学平衡存在）：PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）所以其独立化学平衡数为R=1。物理化学电子教案丽水学院化学系如：C(s)、CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的体系，可写出三个化学平衡：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)…（1）C(s)+CO2(g)=2CO

7、(g)………（2）CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)…（3）注意：任意二个化学平衡存在(已包括所有的五种物种)，则另一式必然存在。如：(1)－(2)=(3)式。所以，只有二个反应是独立的，而另一个反应是由前二个反应组合而成的，即化学平衡数R=2，而不是3。物理化学电子教案丽水学院化学系独立浓度限制数：在S种物质中，如果有几种物质在同一相中的浓度，总能保持某种数量关系。这种独立浓度关系的数目，叫独立浓度限制数，用符号R’表示。如：在上述的PCl5(g)的分解反应中，如果在开始时，只加入P

8、Cl5(g)或PCl3(g)、Cl2(g)按等物质的量加入，则达到平衡时，PCl3(g)、Cl2(g)的物质的量之比一定为1∶1；而PCl5(g)的量也是可借助平衡常数来确定的。所以，在此特定条件下，独立浓度限制数为1（R’=1）。物理化学电子教案丽水学院化学系再如：合成氨反应中，如果N2、H2、NH3组成的体系中，投放的三种物质的数量是任意的，则浓度就不存在着限制关系，则R’=0。。如果N2、H2按1∶3加入，则R’=1。注意：这独立浓度限制关系只有在