水盐体系相图及其应用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第二章 二元水盐体系相图,第一节 简单二元水盐体系相图,第二节 复杂二元水盐体系相图,第三节 二元水盐相图的化工过程,第四节 二元水盐相图的计算方法,第二章 二元水盐体系相图第一节 简单二元水盐体系相图,1,第一节 简单二元水盐体系相图,一、相律特征,二、坐标系,三、简单二元水盐相图的标绘,四、简单相图的点、线、面的意义,第一节 简单二元水盐体系相图一、相律特征,2,一、相律特征,组分数等于2的体系是二元体系,。它是由一种单盐和水组成，是水盐体系中最简单的类型。,例如，KClH,2,O体系或书写为 K,/Cl,-,H,2,O体系,二元水盐体系相律公式为：,F=2-P+1=3-P,可见，在二元体系中，处于平衡状态的相最多有3个，因相数最少为1，故,体系中可以自由变动的变量有2个,，即,温度和溶液的浓度,。浓度变量亦可以称为内部变量。,一、相律特征 组分数等于2的体系是二元体系。它是由,3,二、坐标系,横坐标来表示组成；纵坐标来表示温度，温度用表示。,横轴为一定长度，等分为100份，左端点W表示纯水，右端点S（或用其他符号）表示纯盐，见图21。,2,冰+L,（W）W,20,40,60,80,100,S（S）,-50,0,50,100,150,200,250,300,t（）,D,C,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,B,A,未饱和溶液L,NaNO,3,+L,冰+NaNO,3,NaNO,3,，%（wt）,图2-1 NaNO,3,H,2,O体系相图,E,二、坐标系横坐标来表示组成；纵坐标来表示温度，温度用表示,4,三、简单二元水盐相图的标绘,（1）应从溶解度手册中查出该体系的相平衡数据。,编号,温度,液相组成NaNO,3,%(wt),平衡固相,编号,温度,液相组成NaNO,3,%(wt),平衡固相,1,0,0,ice,9,40,51.2,NaNO,3,2,-5,13.5,ice,10,60,55.5,NaNO,3,3,-10,25.0,ice,11,80,59.8,NaNO,3,4,-15,34.0,ice,12,100,63.8,NaNO,3,5,-17.7,38.0,ice+NaNO,3,13,150,73.7,NaNO,3,6,-10,39.7,NaNO,3,14,200,83.2,NaNO,3,7,0,42.1,NaNO,3,15,250,92.0,NaNO,3,8,20,44.4,NaNO,3,16,300,100.0,NaNO,3,表2-1 NaNO,3,H,2,O体系相平衡数据,三、简单二元水盐相图的标绘（1）应从溶解度手册中查出该体系,5,三、简单二元水盐相图的标绘,（2）相图的标绘完全符合连续原理和相应原理。,分析相平衡数据。,建立坐标系。,标出数据点，并编号标点。,连溶解度曲线。,确定有关固相的位置。,划分相区。,2,冰+L,（W）W,20,40,60,80,100,S（S）,-50,0,50,100,150,200,250,300,t（）,D,C,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,B,A,未饱和溶液L,NaNO,3,+L,冰+NaNO,3,NaNO,3,，%（wt）,图2-1 NaNO,3,H,2,O体系相图,E,三、简单二元水盐相图的标绘（2）相图的标绘完全符合连续原理,6,四、简单相图的点、线、面的意义,（1）纵轴,左纵轴为纯水一元体系，其中A点为冰点，是液相水与固相冰处于相平衡状态的二相点。,右纵轴为NaNO,3,一元体系，其中B点为熔点，是液态NaNO,3,与固相NaNO,3,处于平衡的二相点。,F=1-P+1=2-P,对于A、B两点，P=2，F=2-20,2,冰+L,（W）W,20,40,60,80,100,S（S）,-50,0,50,100,150,200,250,300,t（）,D,C,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,B,A,未饱和溶液L,NaNO,3,+L,冰+NaNO,3,NaNO,3,，%（wt）,图2-1 NaNO,3,H,2,O体系相图,E,四、简单相图的点、线、面的意义（1）纵轴2冰+L（W）W2,7,四、简单相图的点、线、面的意义,（2）线,曲线BE是NaNO,3,在水中的溶解度曲线，它表示NaNO,3,的饱和溶液。,曲线AE是NaNO,3,溶液的结冰线，也称为冰的溶解度曲线。,F=2-P+1=3-P,P=2，F=2-2+1=1,直线CED是固相冰、固相NaNO,3,及对冰与NaNO,3,都饱和的液相，是三相共存的三相线。,P=3，F=3-3=0,5,2,冰+L,（W）W,20,40,60,80,100,S（S）,-50,0,50,100,150,200,250,300,t（）,D,C,1,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,B,A,未饱和溶液L,NaNO,3,+L,冰+NaNO,3,NaNO,3,，%（wt）,图2-1 NaNO,3,H,2,O体系相图,E,四、简单相图的点、线、面的意义（2）线52冰+L（W）W20,8,四、简单相图的点、线、面的意义,（3）E点,它表示冰与NaNO,3,两个固相平衡的饱和溶液，是低共熔冰盐合晶点，也是无变量点。,P=3，F=3-3=0,2,冰+L,（W）W,20,40,60,80,100,S（S）,-50,0,50,100,150,200,250,300,t（）,D,C,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,B,A,未饱和溶液L,NaNO,3,+L,冰+NaNO,3,NaNO,3,，%（wt）,图2-1 NaNO,3,H,2,O体系相图,E,四、简单相图的点、线、面的意义（3）E点2冰+L（W）W20,9,（4）区域,AEB曲线上方的区域表示不饱和相区。,F=2-P+1=3-P,P=1，F=2-1+1=2,封闭区BEDB是NaNO,3,固相与其饱和溶液共存区，也称为NaNO,3,的结晶区。,封闭区AECA是冰与冰的饱和溶液共存区，也称为冰的结晶区。,F=2-P+1=3-P,P=2，F=2-2+1=1,长方形CDSW是冰与纯NaNO,3,二种纯固相的混合共存区，是二相区。,F=2-P+1=3-P,P=2，F=2-2+1=1,四、简单相图的点、线、面的意义,2,冰+L,（W）W,20,40,60,80,100,S（S）,-50,0,50,100,150,200,250,300,t（）,D,C,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,B,A,未饱和溶液L,NaNO,3,+L,冰+NaNO,3,NaNO,3,，%（wt）,图2-1 NaNO,3,H,2,O体系相图,E,（4）区域四、简单相图的点、线、面的意义2冰+L（W）W20,10,第二节 复杂二元水盐体系相图,一、稳定水合物和不稳定水合物,二、复杂二元相图的标绘,三、水合盐相图分析,四、转溶现象,第二节 复杂二元水盐体系相图一、稳定水合物和不稳定水合物,11,一、稳定水合物和不稳定水合物,盐和水生成水合物，又叫水合盐。,1.稳定水合盐,这种水合盐加热至熔点熔化时，固相和液相有相同的组成，即水合盐无论在固态或熔化后的液态中，都有相同的组成，都能稳定的存在而不分解，因此，又称为有相合熔点的化合物，或称为同成分水合盐。,2.不稳定水合盐,这种水合盐加热至一定温度时，不是简单的熔化，而是生成无水盐或含水少的水合盐及同时生成较水合盐含水量多的溶液，因而造成固液两相组成不一致。这个温度就是固液异组成物的“熔点”，或叫不相称熔点。这个温度实际上也是水合盐的分解温度，故称这种水合盐为异成分水合盐或不相称水合盐。,3.判断,稳定水合盐和不稳定水合盐的区别主要在于它们受热时呈现的不同现象。确定某一水合盐是否稳定，要通过实验来判定。,一、稳定水合物和不稳定水合物 盐和水生成水合物，又叫,12,二、复杂二元相图的标绘,（1）分析数据；,（2）建立坐标系；,（3）标出数据点，并编号标点；,（4）连溶解度曲线；,（5）确定有关固相的位置，根据水和盐的组成，在图中画一条竖线，这条竖线叫固相组成竖直线；,（6）划分相区。有以下三条原则：,共饱点与平衡的两个固相点（共三点）连直线作为相区划分线；,固相组成竖直线作为相区划分线；,上述两条原则作出的相区划分线不得互相穿过，即只能成T字形相交。,二、复杂二元相图的标绘,13,二、复杂二元相图的标绘,1.稳定水合盐相图实例,编号,符号,温度,液相组成Mn(NO,3,),2,，（wt）,平衡固相,1,A,0,0,ice,2,-10,21.3,ice,3,-20,33.0,ice,4,E,1,-36,40.5,ice+Mn(NO,3,),2,6H,2,O,5,-29,24.3,Mn(NO,3,),2,6H,2,O,6,0,50.5,Mn(NO,3,),2,6H,2,O,7,11,54.6,Mn(NO,3,),2,6H,2,O,8,B,25.8,62.3,Mn(NO,3,),2,6H,2,O,9,E,2,23.5,64.6,Mn(NO,3,),2,6H,2,OMn(NO,3,),2,3H,2,O,10,27,65.6,Mn(NO,3,),2,3H,2,O,11,F,35.5,76.8,Mn(NO,3,),2,3H,2,O,表22 Mn(NO,3,),2,H,2,O体系相平衡数据,二、复杂二元相图的标绘1.稳定水合盐相图实例编号符号温度液相,14,二、复杂二元相图的标绘,1.稳定水合盐相图实例,（1）线,曲线AE,1,是Mn(NO,3,),2,溶液的结冰线，也称为冰的溶解度曲线。,曲线E,1,BE,2,是Mn(NO,3,),2,6H,2,O在水中的溶解度曲线，它表示Mn(NO,3,),2,6H,2,O的饱和溶液。,曲线E,2,F是Mn(NO,3,),2,3H,2,O在水中的溶解度曲线，它表示Mn(NO,3,),2,3H,2,O的饱和溶液。,F=2-P+1=3-P,P=2，F=2-2+1=1,直线RE,1,K是固相冰、固相Mn(NO,3,),2,6H,2,O及对冰与Mn(NO,3,),2,6H,2,O都饱和的液相，是三相共存的三相线。,直线PE,2,H是固相Mn(NO,3,),2,3H,2,O,Mn(NO,3,),2,6H,2,O及共饱和溶液共存，是三相共存的三相线。,P=3，F=3-3=0,4,H,E,2,P,B,40,图2-2 Mn(NO,3,),2,H,2,O体系相图,-30,-10,10,Mn(NO,3,),2,，%（wt）,（W）W,20,60,80,100,-40,t（）,-20,0,20,30,1,2,3,5,6,7,8,9,11,E,1,10,F,A,Mn(NO,3,),2,S,6,S,3,R,K,二、复杂二元相图的标绘1.稳定水合盐相图实例（1）线4HE,15,4,H,E,2,P,B,二、复杂二元相图的标绘,1.稳定水合盐相图实例,40,图2-2 Mn(NO,3,),2,H,2,O体系相图,-30,-10,10,Mn(NO,3,),2,，%（wt）,（W）W,20,60,80,100,-40,t（）,-20,0,20,30,1,2,3,5,6,7,8,9,11,E,1,10,F,A,Mn(NO,3,),2,S,6,S,3,R,K,（2）点,E,1,它表示冰与Mn(NO,3,),2,6H,2,O两个固相平衡的饱和溶液，是低共熔冰盐合晶点（低共熔点），也是无变量点。,E,2,它表示Mn(NO,3,),2,6H,2,O与Mn(NO,3,),2,3H,2,O两个固相平衡的饱和溶液，两盐共饱点。,P=3，F=3-3=0,4HE2PB二、复杂二元相图的标绘1.稳定水合盐相图实例4,16,（