5.3完全互溶雙液系統(tǒng)

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第三節(jié)　完全互溶雙液系統(tǒng) 二組分系統(tǒng)的相律二組分相律f=K–?+2=2–?+2=4–?最多自由度f(wàn)=4–1=3（T、p、x）最多相數(shù)?=4相圖T－p－x三維相圖通常固定一個(gè)變量，平面圖分類p-xT-x氣（g）–液（l）平衡系統(tǒng)固（s）–液（l）平衡系統(tǒng)固（s）–氣（g）平衡系統(tǒng) 全部濃度范圍內(nèi)均能互溶形成均勻的單一液相,同時(shí)在全部濃度范圍內(nèi)符合拉烏爾定律。一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)完全互溶部分互溶完全溶容雙液系統(tǒng)分類理想液態(tài)混合物非理想雙液系統(tǒng)理想液態(tài)混合物p不變?=1f=2稱為T(mén)-x圖T不變?=1f=2稱為p-x圖 1.理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定T下，p-x圖）一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)ppA*pB*ABxBpApBp定溫下，氣液平衡時(shí)氣相組成為： 不同溫度下的p-x圖一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1.理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定T下，p-x圖） 一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1.理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定T下，p-x圖） 二組分理想液態(tài)混合物的p-x-y圖ppA*pB*BAxAp-x(液相線)p-y(氣相線)一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1.理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定T下，p-x圖） ppA*pB*BAxBp-x(液相線)p-y(氣相線)xByBp一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1.理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定T下，p-x圖） p1p2在對(duì)氣體的恒溫加壓過(guò)程中,隨著壓力的增加,氣體將逐漸液化pB*gll=gppA*BAxA一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)1.理想液態(tài)混合物的蒸氣壓（定T下，p-x圖） xBTb(B)TBATb(A)氣相液相x2x1x3y1y2y3T-yT-xg?l2.理想液態(tài)混合物在定壓下的T-x圖（沸點(diǎn)組成圖）一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)蒸餾、精餾一般在恒壓下進(jìn)行，利用T-x圖可討論蒸餾問(wèn)題。當(dāng)液態(tài)混合物蒸氣壓等于外壓時(shí)，液態(tài)混合物開(kāi)始沸騰，此時(shí)系統(tǒng)的溫度即為該組成下液態(tài)混合物的沸點(diǎn)。下圖為恒定p下，T-x-y圖（沸點(diǎn)組成圖） Tb(B)TBATb(A)氣相液相x2x1x3y1y2y3T-yT-xg?lxB理想液態(tài)混合物的T-x圖一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)2.理想液態(tài)混合物在定壓下的T-x圖（沸點(diǎn)組成圖） 在T-x圖上，氣相線在液相線之上?；旌衔锏姆悬c(diǎn)不是單一的溫度點(diǎn),而是沸程.TBAxBTA*TB*氣相液相t1t2t3x2x1x3y1y2y3加熱器理想活塞p?p?一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)2.理想液態(tài)混合物在定壓下的T-x圖（沸點(diǎn)組成圖） pB*（T）pBAp?108?C100?C92?C84?CTBAxBx1x1x2x2x3x3x4x4一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)2.理想液態(tài)混合物在定壓下的T-x圖（沸點(diǎn)組成圖） xBpTpABTB*TA*pB*pA*氣氣氣液液一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)T-p-x圖 一、理想的完全互溶的雙液系統(tǒng)T-p-x圖 TABxATB*TA*glxACEDx1x2物系點(diǎn)：系統(tǒng)物質(zhì)的總組成點(diǎn)（不管相的存在狀態(tài)）二、杠桿規(guī)則 假設(shè)某壓力下液態(tài)混合物沸騰時(shí)氣液平衡的物系點(diǎn)為C點(diǎn)，那么有：二、杠桿規(guī)則推廣到任意相圖的兩相平衡區(qū)（液-氣、液-固、固-固平衡），杠桿規(guī)則都適用。如橫坐標(biāo)為重量百分?jǐn)?shù)，ng、nl改為wg、wl（摩爾數(shù)改為重量）。 A：對(duì)拉烏爾定律發(fā)生正偏差pA>pA*xAB：對(duì)拉烏爾定律亦發(fā)生正偏差pB>pB*xAA：對(duì)拉烏爾定律發(fā)生負(fù)偏差pAy1>y2>y3>y4>y5>y6>y7>y8反復(fù)將氣相部分冷凝，氣相組成沿氣相線下降，最后得到的蒸氣組成可接近純B。x8