二组分相图

0.8
1.0 K(B)
图3-29 Na(A) - K(B)熔点-组成图
t/℃
* tA
100 50 0 H F J
b
b
•
P E0.2 0.4 Na2K (C)
0.6 xB
0.8
1.0 K(B)
图3-29 Na(A) - K(B)熔点-组成图
2. 溶解度法绘制相图-水-盐系统
固(液)态完全不互溶的温度-组成图
yB t/℃ 80 l(A+B）
•
l (A+B）+sB
t
* B
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
t/℃ * tA 100
80
60
40 *
69.9
•
p=101325Pa
g(A+B)
g(A+B)
l(A)
tA
•s(A)+l(A+B） 20 •E s(A)+s(B) C
•C 60
s(C)+l
• • 638
•
1.0 Si(B)
• 500
l+s(A) E2 s(A)+s(C) 0.2
0.0 Mg(A)
0.4 (C)
0.6 wB
0.8
图3-28 Mg(A)-Si(B) 熔点-组成图
（2）形成不相合熔点化合物 （熔体与固相组成不同）
t/℃
* tA
100 50 0 H s(A) + s(C)
0.0 Ge(A)
图3-30 Ge(A) - Si(B)系统的熔点-组成图
图a 液态完全互溶沸点-组成图
固(液)态部分互溶的温度-组成图
350 t/℃ 300
* tB
•
t/℃ 120 100
p1=常数 g(A+B)
* tB
E l (A+B)
D
D
80 l (A+B) 60
150
• 0.0
F 0.2 0.4 xB 0.6
解： （1）从图中可知，当系统冷却时，首先析出 A(s)，冷至近三相线时，在B (s)还未析出之前， 得到A(s)最多，根据杠杆规则可知 mA (s) / m (总) = q2 E / aE mA (s) = 180 g (0.600.40 ) / (0.60 ) = 60 g m (l) = (1800.60 ) g = 120 g 所以冷却至三相线，最多可得 60 g 的纯A(s)；
NE线：盐的溶解
度曲线
水平线 CED— 三相平衡线
- 40
0.0 0.2 H2O(A)
图 3-24 H2O(A)－(NH4)2SO4系统的固、液平衡相图
s(A)+s(B)+lE (A+B)
160 t/℃
120
80
N （Tb）
l(A+B)
l (A+B)+s (B) L l(A+B)+s(A) wE=0.384 C E s(A)+s(B) 0.4 wB 0.6
线：液相线、固相线，三相共存线 面：稳定相态，自由度数 ２、了解系统的某些情况，能想象出相图的样子
如：A、B混合物构成理想液态混合物，其p －x 图、 t－x图的样子
金属形成稳定化合物AB3、A2B3，固体A、B、A2B3、 AB3彼此不互熔，液体互溶，t－x图的样子
3、 由气液t－x图绘制p －x图
（2）三相平衡时，若低共熔混合物的量只剩 60 g 时，说明 有 60 g 混合物已转变为纯 A(s)和 B(s)的质量分别为 mA ( s )和 mB ( s )，由杠杆规则可知 mA ( s )/ mB ( s ) = bE / Ea m’A ( s ) = ( 1.00 – 0.60 ) / ( 0.60 0 ) m’B ( s ) =2 / 3 m’B (s) m’A ( s )+ m’B ( s ) = 60g 由上式可得 m’A ( s ) = 24 g ， m’B ( s ) =36 g ，mA ( s ) = ( 60+24 ) g = 84 g 所以，若低共熔混合物的质量为 60g 时，与其平衡的固体 A 为 84g 固体 B 为 36g 。
exp νB μB (T ) / RT B
ΔrGm (T ) νB μB (T ) B
r G (T ) RT ln K (T )
m
化学反应标准平衡常数与计量方程的关系：
N2＋3H2＝2NH3 （1）
r G (T ) RT ln K (T )
有肢解复杂相图的能力
画图
强调：能用热分析数据绘制相图
画状态变化过程的步冷曲线
用图： 分离、提纯 分析状态变化情况
例1
如图所示，在101.325 kPa 下，A，B 二组分液态完全 互溶，固态完全不互溶， 其低共熔混合物wB= 0.60 今 有180 g，wB= 0.40 的溶液， 试回答： （1）冷却时，最多可得 多少克纯A(s)？ （2）在三相平衡时，若 低共熔混合液的质量为60 g ，与其平衡的固体A及B各 为多少克？
例2
A和B形成相合熔点化合物AB：A，B，AB 在 固态时完全不互溶；A，AB，B 的熔点分别为 200C，300C，400C，A与AB及AB与B形成 的两个低共熔点分别为150C，xB,E1=0.2 和 250C，xB,E2=0.8。 （1）画出以上述系统的熔点-组成（t-xB）图 （2）画出以下两条步冷曲线：xB=0.1的系统从 200 C冷却到100 C，及xB=0.5的系统从400 C冷却到200C； （3）8 mol B和12 mol A 混合物冷却到无限接 近150 C时，系统是哪几相平衡？
GE1 H
相态及成分 l (Mg+Ag) s(Mg)+l(Mg+Ag) S1(Mg+Ag) l(Mg+Ag)+s2(Mg+Ag)
CQI
线：s(Mg)+lE ,1(Mg+Ag) , s(Mg m Ag n) 三相平衡 f ’ = 0 线： l (Mg+Ag) ,s(Mg m Ag n) , s1(Mg +Ag) 三相平衡 线： s1(Mg +Ag) , lE , 2(Mg+Ag) , s2 (Mg +Ag) 三相平
表 3-5 不同温度下(NH4)2SO4在水中的溶解度
温度 t / ℃ 0 -5.45 -11 -18 -19.05 0 10 30 50 70 90 108.90(沸点) 液相组成 w[（NH4)2SO4] 0 0.167 0.286 0.375 0.384 0.411 0.422 0.438 0.458 0.479 0.498 0.518 固相 冰 冰 冰 冰 冰+ （NH4)2SO4 （NH4)2SO4 （NH4)2SO4 （NH4)2SO4 （NH4)2SO4 （NH4)2SO4 （NH4)2SO4 （NH4)2SO4
(1) 水－ 盐系统相图
160 t/℃ 120 80 40 0 L l(A+B)+s(A) wE=0.384 C E s(A)+s(B) 0.4 wB 0.6 D 0.8 1.0 (NH4)2SO4(B) l(A+B) N （Tb）
点： N
E点：最低共熔点 LE线：水的凝固点
下降曲线
l (A+B)+s (B)
0.96 G 0.8
•1.0
0.0
•
F
0.2 0.4 wB 0.6
G
Sn(A)
Pb(B) H2O(A)
0.8 1.0 n-C4H9OH(B)
•
图3-31 Sn(A) - Pb(B)熔点-组成图
图b 液态部分互溶沸点-组成图
l (A+B)
• E 200 C • •
250 t A 232
*
•
•C
g
l
g
•
l
(2) 具有转变温度的熔点—组成图
t/℃ 2000 1600 1200 961 800
* tA
l(A+B)
* tB
E l+ s(A+B)
C
l+s(A+B)
D s(A+B)+ s(A+B) s (A+B)
s(A+B)
F 0.2 0.4
G 0.6 0.8 1.0
0.0
Ag(A)
wB
Pt(B)
图3-32 Ag(A) – Pt (B)系统熔点-组成图
二组分形成化合物系统的相图
根据生成化合物的稳定性： （1）形成相合熔点化合物 （2）形成不相合熔点化合物
(1) 形成相合熔点化合物
t/℃
1500
a
l(A+B)
* tB
1430
s(C)+l A
1000 650
* tA
l+s(B)
E1 s(C)+s(B)
例2
已知在大气压下，MgAg 系统的温度组成图如 右图。 （1）列表说明I，II， III，IV 相区存在的相态 及成分；（2）分析水平 线上的相平衡状态并指明 ´=？（3）绘出P 点冷却 到室温的步冷曲线，并在 曲线的转折点处及各线段 部位的系统的相态及成分 的变化情况。
解：（1） 相区 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ （2）
40
•E
l(A)+l(B)
g(A+B)
•D •
* tB
l
D
0.0 0.2 H2O(A) 0.4 xB 0.6 0.8 1.0 C6H6(B)