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第 20 次课 2 学时
上次课复****br/>回顾§ 二组分理想液态混合物的气-液平衡相图;§ 二组分真实液态混合物的气-液平衡相图;§ 二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统主要内容
讲解上节课部分疑难****题
本次课题(或教材章节题目):§ 二组分固态不互溶系统液-固平衡相图;§ 二组分固态互溶系统液-固平衡相图;§ 生成化合物的二组分凝聚系统相图
教学要求:掌握二组分固态系统典型相图
重点:二组分固态互溶系统液-固平衡相图;生成化合物的二组分凝聚系统相图
难点:二组分固态互溶系统液-固平衡相图;生成化合物的二组分凝聚系统相图
教学手段及教具:多媒体结合板书
讲授内容及时间分配:
§ 二组分固态不互溶系统液-固平衡相图

§ 二组分固态互溶系统液-固平衡相图

§ 生成化合物的二组分凝聚系统相图

课后作业
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参考资料
物理化学(第四版,南京大学傅献彩等著)
物理化学解题指导(河北科技大学物理化学教研室编)
注:本页为每次课教案首页
§ 二组分固态不互溶系统液-固平衡相图
相图的分析
热分法
溶解度法
1. 相图的分析
固态完全不互溶系统相图
2. 热分析法
首先标出纯Bi和纯Cd的熔点。将100%Bi的试管加热熔化,记录步冷曲线,如a所示。在546K时出现水平线段,这时有Bi(s)出现,凝固热抵消了自然散热,系统温度不变,这时条件自由度。当熔液全部凝固,,温度继续下降。所以546 K是Bi的熔点。
同理,在步冷曲线e上,596 K是纯Cd的熔点。分别标在T-x图上。
典型相图
重点掌握
作含20%Cd,80%Bi的步冷曲线。
将混合物加热熔化,记录步冷曲线如b所示。在C点,曲线发生转折,有Bi(s)析出,降温速度变慢;
至D点,Cd(s)也开始析出,温度不变;
至D’点,熔液全部凝结为Bi(s)和Cd(s),温度又开始下降;
含70%Cd的步冷曲线d情况类似,只是转折点F处先析出Cd(s)。将转折点分别标在T-x图上。
作含40%Cd的步冷曲线。将含40%Cd,60%Bi的系统加热熔化,记录步冷曲线如C所示。开始,温度下降均匀,到达E点时, Bi(s),Cd(s)同时析出,出现水平线段。
,当熔液全部凝固,温度又继续下降,,将E点标在T-x图上。
完成Bi-Cd T-x相图
将A,C,E点连接,得到Bi(s)与熔液两相共存的液相组成线;
将H,F,E点连接,得到Cd(s)与熔液两相共存的液相组成线;
将D,E,G点连接,得到Bi(s),Cd(s)与熔液共存的三相线;熔液的组成由E点表示。
这样就得到了Bi-Cd的T-x图。
3. 溶解度法
溶解度法绘制水-盐相图
以系统为例,在不同温度下测定盐的溶解度,根据大量实验数据,绘制出水-盐的
一般了解
T-x图。
图中有四个相区:
LAN以上,溶液单相区
LAB之内,冰+溶液两相区
NAC以上,和溶液两相区
BAC线以下,冰与两相区
图中有三条曲线:
LA线冰+溶液两相共存时,溶液的组成曲线,也称为冰点下降曲线。
AN线+溶液两相共存时,溶液的组成曲线,也称为盐的饱和溶解度曲线。
BAC线冰++溶液三相共存线。
图中有两个特殊点:
L点冰的熔点。盐的熔点极高,受溶解度和水的沸点限制,在图上无法标出。
A点冰++溶液三相共存点。溶液组成在A点以左者冷却,先析出冰;在A点以右者冷却,先析出
水-盐冷冻液
在化工生产和科学研究中常要用到低温浴,配制合适的水-盐系统,可以得到不同的低温冷冻液。例如:
水盐系统低共熔温度
252 K
218 K
K
K
在冬天,为防止路面结冰,撒上盐,实际用的就是冰点下降原理。
结晶法精制盐类
例如,将粗盐精制。首先将粗盐溶解,加温至353 K,滤去不溶性杂质,设这时物系点为S。冷却至Q点,有精盐析出。继续降温至R点(R点尽可能接近三相线,但要防止冰同时析出),过滤,得到纯晶体,滤液浓度相当于y点。再升温至O点,加入粗盐,滤去固体杂质,使物系点移到S点,再冷却,如此重复,将粗盐精制成精盐。母液中的可溶性杂质过一段时间要作处理,或换新溶剂。
§ 二组分固态互溶系统液-固平衡相图
固态完全互溶系统
固态部分互溶系统
1. 固态完全互溶系统
两个组分在固态和液态时能彼此按任意比例互溶而不生成化合物,也没有低共熔点,称为完全互溶固溶体。Au-Ag,Cu-Ni,Co-Ni系统属于这种类型。
以Au-Ag相图为例,梭形区之上是熔液单相区,之下是固体溶液(简称固溶体