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考研物化复习5.ppt


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考研物化复习5.ppt
文档介绍:
五、相平衡
一、主要概念
物种数, 组分数,自由度,相图,物系点, 相点,共熔点,(连)结线,三相线,步冷(冷却)曲线, 恒沸点
二、重要定律与公式
本章主要要求掌握相律的使用条件和应用,单组分和双组分系统的各类典型相图特征、绘制方法和应用,利用杠杆规则进行有关计算。
1. 相律: f = C - φ+ 2 , 其中: C=S-R-R’
(1) 除强度因素T,p外, 若有其他因素, n>2
(2)对单组分系统:C=1, f =3-φ
(3) 对双组分系统:C=2, f =4-φ;应用于平面相图时恒温或恒压, f =3-φ。
2. 克拉佩龙方程与克劳修斯-克拉佩龙方程:
相变过程S(a)→S(b) 的压力(蒸气压)与温度的关系:
(1)克拉佩龙方程:dp/dT = D Hm* / (T D V m* )
(2)克劳修斯-克拉佩龙方程:一相为气相且认为是理想气体;凝聚相为固相(升华过程)或液相(蒸发过程)的体积忽略,D Hm* 近似与温度无关,则
ln (p2/p1)=D Hm* (T2-T1) / RT1T2
(3)对于同一物质的相变,相变焓有如下的近似关系:
D 升华Hm* = D 熔化Hm* + D 蒸发Hm*
水在三相点附近的蒸发热和熔化热分别为45 和6 kJ/mol,
则此时冰的升华热为( ) kJ/mol。
3、相图
(1)相图:相态与T,p,x的关系图,通常将有关的相变点联结而成。
(2)实验方法:实验主要是测定系统的相变点。常用如下四种方法得到。
对于气液平衡系统,常用方法蒸气压法和沸点法;
液固(凝聚)系统,通常用热分析法和溶解度法。
4、单组分系统的典型相图
对于单组分系统C=1,f=C-φ+2=3-φ。当相数φ=1时,自由度数f=2最大,即为双变量系统,通常绘制蒸气压-温度(p-T)相图,见下图。
正常相图
水的相图
硫的相图
常见的单组分系统相图
5. 二组分系统的相图
根据液态的互溶性分为完全互溶(细分为形成理想混合物、最大正偏差和最大负偏差)、部分互溶(细分为有一低共溶点和有一转变温度的系统)和完全不溶(溶液完全分层)的相图。可以作恒温下的p-x(压力-组成)图或恒压下的t-x(温度-组成)图,见图5-2和图5-3。
类型:恒压的t-x(y)和恒温的p-x(y)相图。
相态:气液相图和液-固(凝聚系统)相图。
(1). 气液相图
温度-液体组成(气相组成)
压力-液体组成(气相组成)
理想混合物
最大负偏差的混合物
最大正偏差的混合物
完全互溶的二组分系统恒温下的典型气液p-x相图
理想或偏差不大的混合物
具有最高恒沸点
(大负偏差)
具有最低恒沸点(正偏差)
完全互溶的二组分系统恒压下的典型气液t-x相图
有最高会溶点的部分互溶系统
有最高和最低会溶点的部分互溶系统
沸点与会溶点分离
部分互溶二组分系统恒压下的t-x相图
液相部分互溶的典型系统
液相有转沸点的部分互溶系统
液相完全不互溶的系统
部分和完全不互溶二组分系统恒压下的t-x相图
(2). 液-固系统相图:常忽略压力的影响而只考虑t-x图。
简单的相图也可分为:
①固相完全互溶(形成一种固溶体);
②固相部分互溶(形成固溶体,, 细分为有一低共溶点和有一转变温度的系统);
③固相完全不互溶(形成低共熔混合物);包括④
④固相形成稳定化合物和固相形成不稳定化合物的相图。
固相完全互溶、固相部分互溶和完全不互溶的液固相图与液相完全互溶、部分互溶和完全不互溶的气液相图的形状相似,只不过在液固相图中的固态和液态在气液相图中变为液态和气态。 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.