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第五章第五章 相平衡相平衡5.1 5.2 克劳修斯克劳修斯-克拉佩龙方程克拉佩龙方程5.3 5.4 完全互溶双液系完全互溶双液系5.7 简单低共熔混合物的固液系统简单低共熔混合物的固液系统5.8 有化合物生成的固液系统有化合物生成的固液系统 相的认识：相的认识：相平衡相平衡：物质从一相移至另一相的可逆过程。物质从一相移至另一相的可逆过程。*宏观上，各相物质的量不随时间而改变。宏观上，各相物质的量不随时间而改变。相：相：体系中物理性质及化学性质完全均匀的部分。体系中物理性质及化学性质完全均匀的部分。*相与相有明显的界面相与相有明显的界面。相图：相图：表示体系的温度、压力与各相物质浓度之表示体系的温度、压力与各相物质浓度之 间的关系的几何图形。间的关系的几何图形。5.1 相律相律一一.几个基本概念几个基本概念1.相数相数：体系处于多相平衡时，所共存的体系处于多相平衡时，所共存的相的数目。（相的数目。（1 1）*按物质不同的聚集状态确定可平衡共存的相数按物质不同的聚集状态确定可平衡共存的相数 气态：一相（气态：一相（=1=1）液态：一、二或三相液态：一、二或三相 固态：固态：无固溶体：固体物质种类数无固溶体：固体物质种类数=相数相数 有固溶体：一相有固溶体：一相5.1 相律相律2.物种数物种数S:体系中所含化学物质的数目，即体系中所含化学物质的数目，即 化学式的数目。化学式的数目。（S 1）*不同相中的同一种化学物质，其物种数为不同相中的同一种化学物质，其物种数为1 1。3.组分数组分数K:确定平衡体系中所有各相的组成确定平衡体系中所有各相的组成 所需要的最少数目的独立物种数。所需要的最少数目的独立物种数。组分数组分数=物种数物种数-独立化学平衡数独立化学平衡数-独立浓度关系数独立浓度关系数4.自由度自由度f：在不引起旧相消失和新相形成的前在不引起旧相消失和新相形成的前 提下，在一定范围内独立可变的强提下，在一定范围内独立可变的强 度性质的数目。度性质的数目。*独立可变的强度性质：独立可变的强度性质：T、P、浓度浓度5.1 相律相律5.1 相律相律二二.相律的推导相律的推导1.相律：相律：描述多相平衡体系中组分数、相数、自由度以描述多相平衡体系中组分数、相数、自由度以 及影响体系的外界因素之间关系的规律。及影响体系的外界因素之间关系的规律。2.推导：推导：假设有一多相平衡体系中，只考虑假设有一多相平衡体系中，只考虑T、P的影响的影响，有，有K个组分，个组分，个相，如果个相，如果K个组分在每一相中均存在，则个组分在每一相中均存在，则欲描述体系的状态，需要多少个自由度呢？欲描述体系的状态，需要多少个自由度呢？5.1 相律相律1个相需指定个相需指定（K-1）个浓度，个浓度，个相需指定个相需指定（K-1）个浓度。个浓度。还需指定还需指定T、P两个外界条件两个外界条件 但每个组分在各个相中化学势相等关系，故但每个组分在各个相中化学势相等关系，故1个组分在个组分在个相中有（个相中有（-1-1）个化学势相等关系个化学势相等关系K个组分在个组分在个相中有个相中有K（-1）个化学势相等关系个化学势相等关系 f =(K-1)+2 K(-1)=K +22指指T和和P5.2 克劳修斯克劳修斯克拉佩龙方程克拉佩龙方程一一.克拉佩龙方程克拉佩龙方程任何纯物质达到两相平衡时，蒸气压随温度的变化率可用下式表示：注：若平衡体系中有气相注：若平衡体系中有气相 P P指平衡蒸气压；指平衡蒸气压；若平衡体系中无气相若平衡体系中无气相 P P指外压，即环境压力。指外压，即环境压力。5.2 克劳修斯克劳修斯克拉佩龙方程克拉佩龙方程二二.应用应用1.液气液气两相平衡（液体的蒸气压和沸点的关系）假设气体为理想气体，并忽略液体体积，则即这就是Clausius-Clapeyron 方程。假定 的值与温度无关，积分得：其中 是摩尔气化热*可用来计算不同温度下的蒸气压或摩尔气化热5.2 克劳修斯克劳修斯克拉佩龙方程克拉佩龙方程关于蒸发热的估算规则：楚顿关于蒸发热的估算规则：楚顿 Trouton规则规则 即对于多数非极性液体，在正常沸点Tb时蒸发，熵变近似为常数，摩尔蒸发焓变与正常沸点之间有如下近似的定量关系：注：对极性液体、有缔合现象的液体以及注：对极性液体、有缔合现象的液体以及Tb小于小于150K 的液体，该规则不适用。的液体，该规则不适用。5.2 克劳修斯克劳修斯克拉佩龙方程克拉佩龙方程5.2 克劳修斯克劳修斯克拉佩龙方程克拉佩龙方程3.固-液两相平衡（外压和熔点的关系）2.固-气两相平衡（固体蒸气压和温度的关系）（一）单组分系统一）单组分系统单组分体系的自由度最多为2双变量体系的相图可用平面图表示单组分体系的相数与自由度K=1 f=K-+2=3-当当=1 单相 f=2 双变量体系当当=2 两相平衡 f=1 单变量体系当当=3 三相共存 f=0 无变量体系一一.相图说明相图说明水的相图是根据实验绘制的。1.三个单相区 在气、液、固三个单相区内，=1，f=2，温度和压力独立地有限度地变化不会引起相的改变。5.3 水的相图水的相图2.三条两相平衡线=2,f=1 压力与温度只有一个能改变。3.一个三相点=3,f=0 压力与温度均不能改变。分析线：OA 是液-气两相平衡线，即水的蒸气压曲线。5.3 水的相图水的相图斜率为正。*向上至临界点A。在临界点(374K,2.23107Pa)以上液态水不复存在。高于临界温度，液态水不纯在。OD AO的延长线，是过冷水和水蒸气的介稳平衡线。因为在相同温度下，过冷水的蒸气压大于冰的蒸气压，所以OD线在OB线之上。过冷水处于不稳定状态，一旦有凝聚中心出现，就立即全部变成冰。OB固-气两相平衡线，即冰的升华曲线。5.3 水的相图水的相图斜率为正*理论上可延长至0 K附近OC固-液两相平衡线，即冰的凝固点曲线。5.3 水的相图水的相图*当C点可延长至2108Pa和-20时，压力再曾加，会出现另外的冰晶型。斜率为负5.3 水的相图水的相图3.三相点O（triple point）气-液-固三相共存，=3，f=0；三相点的温度和压力皆由体系性质决定，为常数；水的三相点温度为273.16 K，压力为610.62 Pa。三相点是物质自身的特性，为气、液、固三相共存。不能加以改变，如H2O的三相点 T=273.16K P=610.62Pa冰点是大气压下溶解空气达饱和的水，此时水、冰、气三相共存。当大气压力为105Pa时，冰点温度为273.15K，改变外压，冰点也随之改变。5.3 水的相图水的相图！三相点不是冰点三相点不是冰点（二）双组分系统（二）双组分系统二组分体系 K=2，f=4-1,f 3 三个变量为T，p 和组成 x。若表示二组分体系状态图，需用三个坐标的立体图。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5.4 完全互溶的双液体系完全互溶的双液体系二组分系统的类型：二组分系统的类型：液液-液、固液、固-液、气液、气-固、气固、气-液等液等液液-液二组分系统又分为：液二组分系统又分为：完全互溶双液系、部分互溶双液系、完全不互溶完全互溶双液系、部分互溶双液系、完全不互溶双液系双液系完全互溶双液系的定义：完全互溶双液系的定义：两种溶液按任意比例混合都能互溶形成单一液相。一一.蒸气压蒸气压组成图（组成图（p-x 图）图）2.理想液态混合物形成的双液系理想液态混合物形成的双液系 两个纯液体可按任意比例互溶，每个组分都服从拉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。理想的液体混合物。5.4 完全互溶的双液体系完全互溶的双液体系1.p-x 图图：恒温，以蒸气压恒温，以蒸气压 p 为纵标，液相组成、气相为纵标，液相组成、气相 组成组成 x 为横标所为横标所做的相图。做的相图。设设 和和 分别为液体分别为液体A A和和B B在指定温度时的饱和蒸气压，在指定温度时的饱和蒸气压，p p为体系的总蒸气压为体系的总蒸气压AB3.对拉乌尔定律发生偏差的非理想溶液对拉乌尔定律发生偏差的非理想溶液 由于某一组分本身发生分子缔合或由于某一组分本身发生分子缔合或A、B组组分混分混合时有相互作用，使体积改变或相互作用力改变，合时有相互作用，使体积改变或相互作用力改变，都会造成某一组分对拉乌尔定律发生偏差，这偏差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。可正可负。5.4 完全互溶的双液体系完全互溶的双液体系（1）对拉乌尔定律发生较小的正负偏差 p 介于介于 pA*和和 pB*之间之间 如图所示，是对如图所示，是对拉乌尔定律发生较小拉乌尔定律发生较小正偏差的情况，虚线正偏差的情况，虚线为理论值，实线为实为理论值，实线为实验值。真实的蒸气压验值。真实的蒸气压大于理论计算值。大于理论计算值。有较小正偏差的p-x（液相）图有最高点的 p-x（液相）图（2）对拉乌尔定律有较大的正偏差：在p-x图上有最高点 p p A*p pB*（3）对拉乌尔定律有较大的负偏差：在p-x图上有最低点 p p A*p pB*有最低点的 p-x（液相）图（1）在二组分溶液中，如果加入某一组份而使液体蒸气压增加，那么该组份在平衡蒸气相中的浓度将大于它在溶液相中的浓度。（2）在溶液的蒸气压液相组成图中，如果有极大点或极小点，平衡蒸气相的组成和溶液相的组成相同。4.4.柯诺华洛夫规则柯诺华洛夫规则5.4 完全互溶的双液体系完全互溶的双液体系5.非理想溶液体系的非理想溶液体系的p-x(液相、气相液相、气相)相图相图(1)有较小偏差的p-x相图特点：特点：液相线在上，气相线在下液相线在上，气相线在下 f=1上方为液相区上方为液相区 f=2下方为气相区下方为气相区 f=2中间为两相共存区中间为两相共存区 f=1有较小偏差的 p-x 图l+g液相线气相线lg（2）有较大正偏差的p-x相图（最高点）C点处：液相组成点处：液相组成=气相组成（无论气相组成（无论A、B）lf=2f=1l+ggf=2 气相线(l g)液相线 p A*p B*（3）有较大负偏差的p-x相图（最低点）D点处：液相组成点处：液相组成=气相组成（无论气相组成（无论A、B）lf=2气相线gf=2l+gf=1(l g)液相线5.4 完全互溶的双液体系完全互溶的双液体系二二.温度温度组成图（组成图（T-x 图）图）1.T-x 图：图：标准压力下，以平衡温度标准压力下，以平衡温度T 为纵标，液相组为纵标，液相组 成、气相组成成、气相组成 x 为横标所为横标所做的相图。做的相图。2.T-x 图和图和 p-x 图的联系：图的联系：（1）纵标位置相反：易挥发，则蒸气压大，沸点低。纵标位置相反：易挥发，则蒸气压大，沸点低。（2）同一物质的）同一物质的 p、T 变化趋势相反：变化趋势相反：p-x图：液相线在上，气相线在下图：液相线在上，气相线在下 T-x图：液相线在下，气相线在上图：液相线在下，气相线在上3.非理想溶液体系的非理想溶液体系的T-x相图相图特点：特点：线线两相线：两相线：f=1（l g）区区单相区：单相区：f=2（l、g）两相区：两相区：f=1 (l+g)(1)有较小偏差的T-x相图5.4 完全互溶的双液体系完全互溶的双液体系P液相线l气相线gl+g有较小偏差的T-x相图（2）有较大正偏差的T-x相图（最低点）P气相线液相线f=1l+glf=2gf=2最低恒沸点 在T-x图上，处在最低恒沸点C时的混合物称为最低恒沸混合物（Low-boiling azeotrope）。它是混合物而不是化合物，它的组成在定压下有定值。改变压力，最低恒沸点的温度也改变，它的组成也随之改变。（3）有较大负偏差的T-x相图（最高点）在T-x图上，处在最高恒沸点D时的混合物称为最高恒沸混合物（high-boiling azeotrope）。它是混合物而不是化合物，它的组成在定压下有定值。改变压力，最高恒沸点的温度会改变，其组成也随之改变。气相线液相线gf=2f=1l+glf=2最高恒沸点P注意：注意：1.T-x 图上的图上的C C、D D点和点和 p-x 图上的图上的CC、DD点不是对应的，点不是对应的，其组成不一定相同；因为其组成不一定相同；因为T-x 图是在标准压力下得到，图是在标准压力下得到，p-x 图的压力不确定。图的压力不确定。2.2.恒沸混合物沸点一定，但不是化合物。它的组成在定恒沸混合物沸点一定，但不是化合物。它的组成在定压下有定值。改变压力，最高恒沸点的温度会改变，压下有定值。改变压力，最高恒沸点的温度会改变，其组成也随之改变。其组成也随之改变。5.4 完全互溶的双液体系完全互溶的双液体系状态点 表示某个相状态（如相态、组成、温度等）表示某个相状态（如相态、组成、温度等）的点。的点。物系点 相图中表示体系总状态的点称为物系点。相图中表示体系总状态的点称为物系点。*在在T-x图上，物系点可以沿着与温度坐标平行的垂线图上，物系点可以沿着与温度坐标平行的垂线 上、下移动。上、下移动。在单相区，物系点与状态点重合；在两相区中，只有在单相区，物系点与状态点重合；在两相区中，只有物系点，它对应的两个相的组成由对应的相点表示。物系点，它对应的两个相的组成由对应的相点表示。5.4 完全互溶的双液体系完全互溶的双液体系4.4.应用相图：应用相图：研究变化过程中相的改变研究变化过程中相的改变相 点 在相线上用在相线上用T、P及相的组成表示的体系的及相的组成表示的体系的 状态点。状态点。lg恒沸点a1a1a2a2a3a3aa为物系点为物系点a1-a3皆为相点皆为相点总组成不变总组成不变各相组成沿相线变化各相组成沿相线变化降温：组分降温：组分B B液相组成减少液相组成减少气相组成增多气相组成增多恒沸点恒沸点D:f=1-2+1=0 温度不变温度不变总组成不变总组成不变三三.杠杆规则杠杆规则在T-x图的两相区，物系点O代表了体系总组成和温度。结线bb（tie line）通过O点作平行于横坐标的等温线，与液相和气相线分别交于b点和b点。5.4 完全互溶的双液体系完全互溶的双液体系液相和气相的数量借助于力学中的杠杆规则求算，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。杠杆规则在杠杆规则在T-x图中的应用图中的应用TB*TA*物系点物系点O对应系统的总物质的量为对应系统的总物质的量为 n，分为气相分为气相n(g)和液相和液相n(l);其中其中 B组分占组分占x1;液相液相b中中B组分占组分占x4,气相气相b中中B组分占组分占x3.应用：应用：计算两相的相对量（总量未知）或绝对量（总计算两相的相对量（总量未知）或绝对量（总量已知）。量已知）。5.4 完全互溶的双液体系完全互溶的双液体系计算式计算式 以以x为横标为横标 n(l)ob=n(g)ob以以w%为横标为横标 m(l)ob=m(g)ob5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系凝聚系统：凝聚系统：固液平衡体系，压强影响甚微，只考虑固液平衡体系，压强影响甚微，只考虑T-x相图。相图。相律相律：f =K-+1T-x相图绘制方法：相图绘制方法：热分析法：金属及有机化合物体系热分析法：金属及有机化合物体系溶解度法：水溶解度法：水-盐体系盐体系一一.水水-盐相图盐相图EMabLiiiiiiiv1.1.相图分析相图分析5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系四个相区：四个相区：单相区单相区 i 不饱和盐溶液不饱和盐溶液 f=2-1+1=2两相区两相区 ii(NH3)2SO4(s)和溶液和溶液 f=2-2+1=1 iii 冰冰(s)和溶液和溶液 f=1 iv 冰冰(s)和和(NH3)2SO4(s)f=1EMabLiiiiiiivLE 冰冰(s)+溶液两相共存时，溶液的组成曲线，也称溶液两相共存时，溶液的组成曲线，也称 为为冰点下降曲线冰点下降曲线。f=2-2+1=13条曲线：条曲线：5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系EMabLiiiiiiivEM (NH3)2SO4(s)+溶液两相共存时，溶液的组成曲溶液两相共存时，溶液的组成曲 线线,也称为盐的也称为盐的饱和溶度曲线饱和溶度曲线。f=2-2+1=13条曲线：条曲线：5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系EMabLiiiiiiivaEb 冰冰(s)+(NH3)2SO4(s)+溶液溶液三相共存线三相共存线。f=2-3+1=03条曲线：条曲线：5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系EMabLiiiiiiiv1个点：个点：三相点三相点E 冰+(NH3)2SO4(s)+溶液三相共存点。在E点以左的溶液组成冷却，先析出冰；在E点以右冷却，先析出(NH3)2SO4(s)。注：注：特殊点特殊点L L 冰的熔点冰的熔点 盐的熔点极高，受溶解度和水的沸盐的熔点极高，受溶解度和水的沸点限制，在图上无法标出。点限制，在图上无法标出。5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系EMabLiiiiiiiv二二.相图应用相图应用:粗盐精制粗盐精制5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系首先将粗首先将粗(NH3)2SO4(s)盐溶解，加温盐溶解，加温至至353 K，此时，此时物系点为物系点为O。蒸发，盐浓度提高，使蒸发，盐浓度提高，使物系点移至物系点移至P。冷却至冷却至Q点，有精盐开始析出。继续降温至点，有精盐开始析出。继续降温至R点（点（R点点尽可能接近三相线，但要防止冰同时析出），过滤，尽可能接近三相线，但要防止冰同时析出），过滤，得到纯得到纯(NH3)2SO4(s)晶体，滤液浓度相当于晶体，滤液浓度相当于y点。点。PEab析出盐的质量析出盐的质量m(s)：m(s)Rz=m(sln)Ry二二.热分析法绘制低共熔相图热分析法绘制低共熔相图1.1.基本原理基本原理：二组分体系K=2，指定压力不变,f=3-首先将二组分体系加热熔化，记录冷却过程中温度随首先将二组分体系加热熔化，记录冷却过程中温度随时间的变化曲线，即时间的变化曲线，即步冷曲线（步冷曲线（cooling curvecooling curve）。当体当体系有新相凝聚，放出相变热，步冷曲线的斜率改变。系有新相凝聚，放出相变热，步冷曲线的斜率改变。f*f*=1=1，出现转折点出现转折点；f*f*=0=0，出现水平线段出现水平线段。据此在。据此在T-xT-x图图上标出对应的位置，得到低共熔上标出对应的位置，得到低共熔T-xT-x图。图。5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系(1)标出纯标出纯Bi和纯和纯Cd的熔点的熔点 将将100Bi的试管加热熔化，记录步冷曲线，如的试管加热熔化，记录步冷曲线，如a所所示。在示。在546K时出现水平线段，这时有时出现水平线段，这时有Bi(s)出现，凝固出现，凝固热抵消了自然散热，体系温度不变。热抵消了自然散热，体系温度不变。同理，在步冷曲线同理，在步冷曲线e上，上，596 K是纯是纯Cd的熔点。分别的熔点。分别标在标在T-x图上。图上。这时条件自由度这时条件自由度 f*=K-+1=1-2+1=0。至熔液全部凝固，至熔液全部凝固，=1,f*=1,温度继续下降。所以温度继续下降。所以546 K是是Bi的熔点。的熔点。5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系2.步骤：步骤：(2)作含作含20Cd，80Bi的步冷曲线的步冷曲线将混合物加热熔化，记录步冷曲线如将混合物加热熔化，记录步冷曲线如b所示。在所示。在C点，点，曲线发生转折，有曲线发生转折，有Bi(s)少量少量析出，降温速度变慢析出，降温速度变慢；f*=K-+1=2-2+1=1 T仍在下降仍在下降至至D点，点，Cd达到饱和，开始析出达到饱和，开始析出Cd(s)，温度不变；此，温度不变；此时时 f*=2-3+1=0直至液相完全消失。直至液相完全消失。5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系至至D点，熔液全部凝结为点，熔液全部凝结为Bi(s)和和Cd(s)，此时此时 f*=2-2+1=1；温度又开始下降。温度又开始下降。含含70Cd的步冷曲线的步冷曲线d情况类似，只是转折点情况类似，只是转折点F处先处先析出析出Cd(s)。将转折点分别标在。将转折点分别标在T-x图上。图上。5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系金属的析出顺序：金属的析出顺序：先达到饱和的金属优先析出先达到饱和的金属优先析出（3）作含）作含40Cd的步冷曲线的步冷曲线将含将含40Cd，60Bi的体系加热熔化，记录步冷曲的体系加热熔化，记录步冷曲线如线如c所示。所示。开始，温度下降均匀；到达开始，温度下降均匀；到达E点时，点时，Bi(s)、Cd(s)都都达到饱和，同时析出，出现水平线段。此时温度不达到饱和，同时析出，出现水平线段。此时温度不变，变，f*=K-+1=2-2+1=1 当熔液全部凝固，温度又继续下降，当熔液全部凝固，温度又继续下降，f*=2-2+1=1 将将E点标在点标在T-x图上图上。5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系4 完成完成Bi-Cd 的的T-x相图相图将将A,C,E点连接，得到点连接，得到Bi(s)与熔液两相共存的液相组与熔液两相共存的液相组成线；成线；将将H,F,E点连接，得到点连接，得到Cd(s)与熔液两相共存的液相组与熔液两相共存的液相组成线；成线；将将D,E,G点连接，得到点连接，得到Bi(s)、Cd(s)与熔液共存的三相与熔液共存的三相线；熔液的组成由线；熔液的组成由E点表示。点表示。这样就得到了这样就得到了Bi-Cd的的T-x图图。5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系 4 4个相区：个相区：单相区单相区AEH线之上线之上 熔液熔液(l)f*=2两相区两相区ABE线之内线之内 Bi(s)+l；f*=1 HEM线之内线之内 Cd(s)+l；f*=1 BEM线以下，线以下，Bi(s)+Cd(s)；f*=15.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系3.相图说明相图说明 ACE线线 Bi(s)Bi(l)f*=1 Bi凝固点降低曲线凝固点降低曲线三条相平衡曲线三条相平衡曲线 HFE线线 Cd(s)Cd(l)f*=1 Cd凝固点降低曲线凝固点降低曲线三相线：三相线：BEM线线 Bi(s)l Cd(s)f*=0 低共熔线低共熔线三个相的组成分别由三个相的组成分别由B，E，M三个点表示。三个点表示。5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固-液体系液体系两相线：两相线：A点点 纯纯Bi(s)的熔点的熔点H点点 纯纯Cd(s)的熔点的熔点E点点 Bi(s)+Cd(s)+l 三相共存点三相共存点三个特殊点三个特殊点因为因为E点温度低于点温度低于A点和点和H点的点的温度，称为温度，称为低共熔点低共熔点(eutecticPoint)。在该点析出的混合物称在该点析出的混合物称为为低共熔混合物低共熔混合物(eutectic mixture)。它不是化合物它不是化合物，有固有固定的两相组成，定的两相组成，只是混合得非常均匀。只是混合得非常均匀。E点的温度会随外压点的温度会随外压的改变而改变的改变而改变。5.7 简单低共熔混合物的固简单低共熔混合物的固液体系液体系5.8 有化合物生成的固有化合物生成的固液体系液体系1.1.稳定化合物稳定化合物 包括稳定的水合物，它们有自己的正常熔点，在熔点时包括稳定的水合物，它们有自己的正常熔点，在熔点时 液相和化合物的组成相同。液相和化合物的组成相同。相合熔点（正常熔点）相合熔点（正常熔点）该温度下，化合物不分解，直接熔化成液相。该温度下，化合物不分解，直接熔化成液相。一一.生成生成稳定化合物的固液体系稳定化合物的固液体系2.生成一种稳定化合物的相图生成一种稳定化合物的相图 例：例：CuCl-FeCl3 化合物：化合物：CuClFeCl3(A-B)(C)CuCl(A)与与FeCl3(B)可生成可生成化合物化合物C，H是是C的熔点。的熔点。这张相图可以看作这张相图可以看作A与与C和和C与与B的的两张简单的低共熔相图合并两张简单的低共熔相图合并而成，而成，所有的相图分析与简单的二元低共熔所有的相图分析与简单的二元低共熔相图类似。相图类似。5.8 有化合物生成的固有化合物生成的固液体系液体系相图特征：相图特征：类似于低共熔物相图的拼合类似于低共熔物相图的拼合有有最高点的竖直线最高点的竖直线代表一个稳定化合物代表一个稳定化合物关于线：关于线：曲曲 线线两相线两相线 纯物质的凝固点降低纯物质的凝固点降低曲线曲线 f=1水平线水平线三相线三相线 三相共存的低共熔线三相共存的低共熔线 f=0H2O(W)与与 Mn(NO3)2(B)能至少形成两种稳定的水合能至少形成两种稳定的水合物，物，Mn(NO3)26H2O(BW6)和和 Mn(NO3)23H2O(BW3),它们都有自己的熔点。它们都有自己的熔点。这张相图可以看作由这张相图可以看作由2张简单的二元低共熔相图合张简单的二元低共熔相图合并而成。并而成。5.8 有化合物生成的固有化合物生成的固液体系液体系3.生成多种稳定化合物的相图生成多种稳定化合物的相图制备纯化合物：制备纯化合物：溶液浓度溶液浓度接近被制物，在相邻的低共熔物之间。接近被制物，在相邻的低共熔物之间。溶液温度溶液温度冷却至邻近的低共熔点之上。冷却至邻近的低共熔点之上。H2O(W)Mn(NO3)2(B)相图相图E1E2D冰冰+sln f=1 f=1 BW6+sln(s)冰冰+BWBW6(s)f=1液相液相(sln)f=2BW6(s)+BW3(s)f=1 BWBW3 3(s)+slnf=15.8 有化合物生成的固有化合物生成的固液体系液体系二二.生成生成不稳定化合物的体系不稳定化合物的体系1.1.不稳定化合物不稳定化合物 没有自己的熔点，在熔点温度以下就分解为与化合物组没有自己的熔点，在熔点温度以下就分解为与化合物组 成不同的液相和新固相；分解温度即为化合物的不相合成不同的液相和新固相；分解温度即为化合物的不相合 熔点。熔点。转熔反应转熔反应 C2 C1+S f=2-3+1=0 C2为不稳定化合物；为不稳定化合物；C1为新固相；为新固相；S为组成不同的溶液为组成不同的溶液2.生成一种稳定化合物的相图生成一种稳定化合物的相图3.例：例：Na-K 化合物：化合物：Na2K在在Na(A)+K(B)的相图上的相图上,Na2K(C)是是A和和B生成的不稳生成的不稳定化合物。定化合物。因为因为C没有自己的熔点没有自己的熔点，将，将C加热，到加热，到G点温度时分解成点温度时分解成Na(s)和和组成为组成为S的熔液的熔液，所以将，所以将G点的温度称为点的温度称为转熔温度转熔温度（peritectic temperature）。）。三相线：三相线：HEN线线 由由C(s)，组成为，组成为E的低共熔熔液和的低共熔熔液和B(s)三相共存三相共存 为一低共熔线。为一低共熔线。FGS线线 由由A(s)，C(s)和组成为和组成为S的熔液三相共存的熔液三相共存 在线上发生转熔反应，为转熔线。在线上发生转熔反应，为转熔线。5.8 有化合物生成的固有化合物生成的固液体系液体系*与一般三相线不同的是：与一般三相线不同的是：组成为组成为S的熔液在端点的熔液在端点，而不是在中间。而不是在中间。ABw%toCGHEScf=1f=1f=1f=2f=1Na(A)K(B)相图相图FN相区分析与简单二元相图类似，在相区分析与简单二元相图类似，在GSNH范围内是范围内是C(s)与熔液与熔液(L)两相共存。两相共存。分别从分别从a，b，c三个物系点冷却熔液，与线相交就有三个物系点冷却熔液，与线相交就有相变，依次变化次序为：相变，依次变化次序为：a线线：LA(s)+LA(s)+C(s)+L(S)A(s)+C(s)b线线：L A(s)+L(S)C(s)c线线：L A(s)+L A(s)+C(s)+L(S)C(s)+L C(s)+B(s)+L(E)C(s)+B(s)5.8 有化合物生成的固有化合物生成的固液体系液体系EGtoC时间时间a转熔转熔 f=0开始开始析出析出Na过量过量Na+CbC转熔转熔 f=0cC+低共熔物低共熔物开始开始析出析出Na转熔转熔 f=0析出低共熔物析出低共熔物 f=0制备制备纯化合物纯化合物C Cv 熔液浓度熔液浓度:调节在调节在S S、E E之间之间v 熔液温度熔液温度:在相邻的低共熔点在相邻的低共熔点E E之上之上相图特征：相图特征：类于低共熔相图，基本意义相似类于低共熔相图，基本意义相似（液相区、固相区、两相区、曲线和水平线）（液相区、固相区、两相区、曲线和水平线）图中图中T T型线型线对应一个不稳定化合物对应一个不稳定化合物5.8 有化合物生成的固有化合物生成的固液体系液体系2.生成多种不稳定化合物的相图生成多种不稳定化合物的相图例：例：H2O(W)与与 NaI(B)形成两种不稳定的水合物，形成两种不稳定的水合物，NaI5H2O(BW5)和和 NaI2H2O(BW2),有相应的转熔有相应的转熔温度。温度。分析：分析：2个个T型线型线 2个不稳定化合物个不稳定化合物曲线与水平线围成的区域曲线与水平线围成的区域固液两相共存区固液两相共存区 f=1水平线与直线围成的区域水平线与直线围成的区域两固相区两固相区 f=1 5.8 有化合物生成的固有化合物生成的固液体系液体系EGH冰冰+sln f=1冰冰+BWBW5(s)f=1熔液熔液(单相区单相区)f=2BWBW5(s)+BWBW2(s)f=1f=1BWBW2(s)+slnf=1B B(s)+slnB B(s)+BWBW2(s)f=1BWBW2(s)+sln结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End感谢聆听不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日