二组分固态不互溶凝聚系统相图
二组分凝聚系统相图实验报告
二组分凝聚系统相图化工学院化学工程与工艺一班祁梦园3016207019实验日期2017.9.19一、实验目的（1）掌握热分析法测绘Sn-Pb二组分凝聚系统相图的原理和方法（2）了解简单固液相图的特点，巩固相律等有关知识二、实验原理热分析法是绘制凝聚系统相图的基本方法之一。
其原理是根据系统在加热或冷却过程中发生相变时所对应的温度来确定系统的状态图。
当一个熔融系统均匀冷却时，如无相变化，它的温度将连续均匀的下降，在温度-时间图上将得到一条平滑的曲线。
如在冷却过程中发生了相变了，则令温度下降减缓甚至固新相析出，所放出的热量抵消了散失的热量而令温度不变，于是曲线上就会出现转折点或水平线段，而产生水平或转折的温度就是发生相变的温度。
相变温度一般可以通过测量熔融系统冷却时系统温度随时间变化关系的曲线来找出。
三、仪器和药品仪器：KWL-09可控升降温电炉、SWKY-1型数字控温仪、坩锅钳一把、劳保手套一副、特制合金样品管5只（分别装纯Pb、纯Sn、含Sn30%、61.9%、80%的Sn-Pb混合物各100g，为防金属高温氧化其表面覆盖有一层石墨粉，样品随Pb含量增多依次标号为1~5）药品：Pb(A.R.)、Sn(A.R.)、石墨粉四、实验步骤1、用加热器电源将KWL-09可控升降温电炉与SWKY-1型数字控温仪连接，接通电源。
2、将待测样品管放入可控升降温电炉加热炉孔1内，控温探头I插入加热炉孔旁的插孔2内。
3、设定加热温度：打开数字控温仪开关，按“工作/置数”使控温仪处于置数状态，依次按温度设置键调节加热电炉为比理论转折温度高20~30℃，按时间调节键将时间间隔设置为10s。
4、按“工作/置数”使控温仪置于工作状态。
同时观察两个温度显示，当电炉温度到达设定温度，样品温度显示达到设定温度左右时，迅速将待测样品连同探头II从加热孔夹出，放入冷却炉孔中。
5、数据记录：每隔10s记录一次温度显示屏上的温度。
该样品测试完毕，将样品夹回样品管架中。
二组分固态不互溶系统液固平衡相图标准版文档
解★答纯：A、（纯★1）B液以纯体含冷CA6却、H得67到纯5%均为B匀液例的，单体分相析固冷可体却知首得先析到出均C6H6，设最多析出x （（33） ）冷冷却却过过程程匀分分析析的单相固体 ★ 一般比例的混合物液体冷 ★ 电解锆氟酸钾制锆，加氯化钾做溶剂，降低系统熔点从纯锆氟酸钾的930℃降至xB=0.
例题：HAc-C6H6的凝聚系统相图如左图所示：由图 可知，该系统的低共熔点为-8℃，低共熔混合物的组成 含C6H664%（质量百分数，下同）。 （1）将含C6H675%和25%的溶液各100g由20℃冷却， 首先析出的固体为何物？最多析出该固体多少克？
（2）画出含C6H675%和25%的溶液冷却到-10℃的步 冷曲线，并指明冷却过程的相变化。
固、液单相段----
（3）冷却过程分析 （4）应用—区域熔炼
P=1，F=2
液相线----表示液 相组成与凝固点关 系，L1L2
固相线----表示固 相组成与熔点关系 S1S2
§6.9 二组分固态互溶系统液-
固平衡相图
• 9.1 固态完全互溶系统
（3）步冷过程分析和共晶体结构
★ 一般比例（的混1）合物步液体冷冷曲却得线到不均匀的多相固体
§6.8 二组分固态不互溶系统液 -固平衡相图
• 8.1 相图分析 • 8.2 热分析法
（1）绘制步冷曲线 （2）由步冷曲线绘制相图
① 熔点-组成图 ② 液相线又称凝固点降低曲线
§6.8 二组分固态不互溶系统液
-固平衡相图
• 8.1 相图分析 • 8.2 热分析法 （4）应用—区域熔炼
8 二组分固态不互溶系统液-固平衡相图
§6.8 二组分固态不互溶系统液-固
平衡相图
实验五 二组分凝聚系统相图
南昌大学物理化学实验报告学生姓名：李江生学号：5802216018专业班级：安全工程161班实验日期：2018-04-17实验五二组分凝聚系统相图一、实验目的(1)掌握热分析法(步冷曲线法)测绘Bi-Sn二组分凝聚系统相图的原理和方法。
(2)了解简单固液相图的特点、步冷曲线及相图中各曲线代表的物理意义巩固相律等有关知识。
二、实验原理压力对凝聚系统影响很小，因此通常讨论其相平衡时不考虑压力的影响，故根据相律，二组分凝聚系统最多有温度和组成两个独立变量，其相图为温度-组成图。
热分析法：其原理是将系统加热融化，然后使其缓慢而均匀地冷却，每隔一定时间记录一次温度，绘制温度与时间的关系曲线——步冷曲线。
若系统在均匀冷却过程中无相变化，其温度将随时间均匀下降；若系统在均匀冷却过程中有相变化，由于体系产生的相变热与体系放出的热量相抵消，步冷曲线就会出现转折或水平线段，转折点所对应的温度，即为该组成体系的相变温度。
由于冷却过程中常常发生过冷现象，其步冷曲线常如上图中虚线所示，由横轴表示混合物的组成，纵轴表示温度，利用步冷曲线所得到的一系列组成和所对应的相变温度数据，就可以绘出相图，如下图：简单低共熔混合物二组分系统步冷曲线及相图三、仪器与药品步冷曲线测定装置1套（可控升降温电炉1台,数字控温仪1台,控温探头I,测温探头Ⅱ)，不锈钢试样管5只,坩埚钳1把,劳保手套1副，Sn、Bi及其合金。
四、实验步骤1、将数字控温仪温度Ⅰ设定为320℃,按“工作/置数”按钮,切换到工作状态。
传感器Ⅰ插入加热炉Ⅰ样品管口内;传感器Ⅱ插入加热炉Ⅱ样品管口内；加热到320℃；2、将“冷风量调节”旋钮逆时针旋到底,加热使温度降为250℃左右后;3、适当调节“冷风量调节”旋钮,使温度降温绘制步冷曲线,降温速率控制为6-8℃/min,以便找到曲线拐点；4、打开金属相图软件,设置绘步冷曲线图坐标;5、实验结束后,关闭仪器电源,将实验桌面整理干净。
某二组分凝聚系统相图如右图汇总
目
某二组分凝聚系统相图 如右图。 （1）列表说明各区的相 态及成分； （2）分别绘出a、b、c、 d各点开始冷却的步冷曲线， 并注明冷却曲线转折处的 相态变化及曲线各段的相 态。
分
析
本题为二组分凝聚Hale Waihona Puke 统中形成不相合熔点化合物 系统的相图。
答案
(1)各区的相态及成分见下表： 相区 1 2 3 4 5 6 相态及成分 l(A+B) s(A) + l(A+B) s(C) + l(A+B) s(B) + l(A+B) s(A) + s(C) s(C) + s(B)
答案
(2) 由 a、b、c、d 各点开始冷却的步冷曲线如下：
相关知识重点简介
掌握二组分形成不相合熔点化合物系统的相图特征； 会绘制步冷曲线，并描述系统状态改变时系统状态的变 化情况。
6-08二组分固态不互溶凝聚系统相图
送 往 精 馏 塔
t/℃
32.9 14.7
l+s
s+l
s(A)+s(B) 0.0 0.2 邻硝基氯苯 • A 0.4 0.6 0.8
xB
1.0 对硝基氯苯
B
实例
§6-9. 二组分固态互溶系统液- 固相图
1. 固态完全互溶凝聚系统 置换式 g （取代式） 固熔体 g+l 固态完全互溶 l 镶嵌式 （填充式） 固熔体 固态部分互溶
xB=0.8 1703
p=101325Pa
l (A+B)
1640
xB=0.2
xA=1.0 1400 1210 1505
1581 1550 1440 1345
l+s
1265
s (A+B) 0.0 0.2 Ge(A) 0.4 0.6 0.8 1.0 Si(B)
硅—锗相图
t /[t]
xB
单组分
固态完全互溶凝聚系统 固态完全互溶凝聚系统 两个单相区 每个相区一个面 固相区 s(A+B) P = 1，F = 2 液相区 l(A+B) P = 2，F = 1 一个两相区 l + s 两相区由两条线组成： •液相线 —— 凝固点曲线; l + s •固相线 —— 熔点曲线; l + s 二组分
sA、271同时析出 sB sB
s(A)+ l
l
l + s(B)
140
s(A)
L s(A)+s(B)
40 60 80
s(B)
步冷曲线
t/s
凝聚相系统 F = C －P + 1 单组分 F = 2 －P
0 20 Bi）
《物理化学》课程教学大纲
《物理化学》课程教学大纲
一、课程介绍
（一）课程性质
物理化学主要研究化学变化和相变化的平衡规律和变化速率规律，是化学工程与工艺、应用化学、生物工程、食品、材料、制药、生物技术等专业的专业课。
通过本门课程的学习，学生应比较牢固地掌握物理化学基本概念及计算方法，同时还应得到一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养。
这种训练和培养应贯穿在课堂教学的整个过程中，使学生体会和掌握怎样由实验结果出发进行归纳和演绎，或由假设和模型上升为理论，并结合具体条件用理论解决实际问题的方法。
（二）课程任务
教学内容由热力学和动力学为主体，涉及：热力学基本概念、定律、原理、方法，溶液、相平衡、化学平衡的热力学，唯象动力学的基本概念，反应速率理论，催化作用，电化学基础，表面现象（界面现象）及胶体化学。
通过学习本课程，要求学生对物理化学有系统的认识，并了解其在化学、化工、环境、材料、能源、生命、医药、农业等学科中的根基地位及其相互的关系。
二、学习目标
（一）课程的总体目标与基本要求
教学目的：通过本课程的学习使学生建立一个系统、完整的物理化学基本理论和基本方法的框架，掌握热力学、动力学、电化学中的普遍规律和实验方法；在强化基础的同时，逐步培养学生的思维能力和创造能力。
教学要求：本课程重点在于化学基础理论、基本知识的教学，在阐述基本原理时应着重讲清整个问题的思路、介绍问题的提出背景和形成理论的思维方法，使学生学到有关知识的同时能学到探索问题的思路和方法，培养解决问题的能力；在基础层次上选择有代表性的科学研究成果和工程实际，着眼于前沿所涉及的新思想和新方法上。
（二）各章节学习目标
三、教学大纲
五、考核要点。
二组分凝聚系统相图
05
实验技术的发展
实验技术的不断进步为二组分凝聚系统相图的研究提供了更多手段。
高精度实验设备的发展使得实验结果更加准确可靠，有助于揭示相图的细节和规律。
实验技术的改进还涉及到实验条件的优化，如温度、压力等参数的精确控制，以提高实验数据的可靠性。
计算模拟的进步
随着计算机技术的飞速发展，计算模拟已成为研究二组分凝聚系统相图的重要手段。 计算模拟能够模拟实际实验中难以达到的极端条件和复杂体系，提供更全面的相图信息。 计算模拟的进步还体现在模拟算法和模型的改进上，使得模拟结果更加接近真实情况，提高预测的准确性。
引言
主题简介
它通过图形的方式展示了不同温度和压力下，系统中的液态、固态和气态之间的平衡状态，以及各相之间的转化关系。
相图是描述物质状态变化关系的图形，二组分凝聚系统相图是研究由两种凝聚态物质组成的系统的相平衡状态的图形。
研究意义
此外，相图的研究还有助于优化工业生产过程，提高产品质量和降低能耗，对于实现可持续发展具有重要意义。
对未来研究的建议
虽然本研究专注于二组分凝聚系统，但未来的研究可以扩展到多组分系统，以更全面地了解多组分系统的相行为和热力学性质。
探索非理想溶液行为
目前的研究主要集中在理想溶液行为，但实际溶液往往存在相互作用和偏差。未来的研究可以探索非理想溶液行为，以更准确地预测实际系统的相行为。
发展更精确的模分凝聚系统相图
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2023 WORK SUMMARY
目 录s://wenku. CATALOGUE引言 二组分凝聚系统的基本概念 二组分凝聚系统相图的构建方法 二组分凝聚系统相图的应用 二组分凝聚系统相图的发展趋势与展望 结论
理论分析的突破还体现在对现有理论模型的完善和修正，以适应更广泛的应用范围和更复杂的体系。
二组分固液相图
⼆组分固液相图5.4⼆组分系统的固?液平衡5.4.1形成低共熔物的固相不互溶系统当所考虑平衡不涉及⽓相⽽仅涉及固相和液相时，则体系常称为"凝聚相体系" 或"固液体系"0固体和液体的可压缩性甚⼩，⼀般除在⾼压下以外，压⼒对平衡性质的影响可忽略不计，故可将压⼒视为恒量。
由相律：/="= C-^+2-n r=2-d> + 2-l = 3-￡Z>因体系最少相数为①=1,故在恒压下⼆组分体系的最多⾃由度数 f * =2,仅需⽤两个独⽴变量就⾜以完整地描述体系的状态。
由于常⽤变量为温度和组成，故在⼆组分固液体系中最常遇到的是T?x （温度?摩尔分数）或T?①（温度?质量分数）图。
⼆组分固?液体系涉及范围相当⼴泛，最常遇到的是合⾦体系、⽔盐体系、双盐体系和双有机物体系等。
在本节中仅考虑液相中可以完全互溶的特殊情况°这类体系在液相中可以互溶，⽽在固相中溶解度可以有差别。
故以其差异分为三类：（1）固相完全不互溶体系；（2）固相部分互溶体系和（3）固相完全互溶体系。
进⼀步分类可归纳如下：F『形成简单低共熔物休系固相完全不互溶体棗形成化合物体系⼻相合熔点化合物怵系不相合熔点化合物俸系EM体疾「没有最1■嚴最⾼熔点型固相完全互熔体茶最瞬点型最⾼熔点型■1固相部分互熔体系,⼀低共熔点型、转熔点型研究固液体系最常⽤实验⽅法为“热分析”法及“溶解度”法。
本节先在“形成低共熔物的固相不互溶体系”中介绍这两种实验⽅法，然后再对各种类型相图作⼀简介。
（⼀）⽔盐体系相图与溶解度法1 ?相图剖析图5-27为根据硫酸铵在不同温度下于⽔中的溶解度实验数据绘制的⽔盐体系相图，这类构成相图的⽅法称为 "溶解度法" 纵坐标为温度t 「C ），横坐标为硫酸铵质量分数（以①表⽰）。
图中FE 线是冰与盐溶液平衡共存的曲线，它表⽰⽔的凝固点随盐的加⼊⽽下降的规律，故⼜称为⽔的凝固点降低曲线。