二组分气液平衡相图
实验三二组份气液平衡相图一、目的1、用沸点仪测定和绘制乙醇和环己烷的二组份气液平衡相图；2、用阿贝折射仪测定液体的组成，了解液体折射率的测量原理及方法。
二、基本原理两种液态物质混合而成的二组份系统称为双液系。
二液体若能按任意比例互相溶解，称完全互溶双液系；若只能在一定比例范围内互相溶解，则称部分互溶双液系。
例如水－乙醇双液系、苯－甲苯双液系都是完全互溶双液系，苯－水双液系则是部分互溶双液系。
液体的沸点是指液体的蒸汽压和外压相等时的温度。
在一定的外压下，纯液体的沸点有确定的值，但对于双液系，沸点不仅与外压有关，而且还与双液系的组成有关，即和双液系中两种液体的相对含量有关。
通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相、液相的组成作图，即得二组份气液平衡相图，它表明溶液在各种沸点的液相组成和与之成平衡的气相组成的关系。
在恒压下，二组份完全互溶双液系的沸点组成图可分为三类：(1)溶液的沸点介于两纯组份沸点之间，如苯和甲苯、水和甲醇等。
(2)溶液有最高沸点，如氯化氢与水、硝酸和水、丙酮与氯仿等。
(3)溶液有最低沸点，如水和乙醇、苯和乙醇、乙醇和环已烷等。
这三种类型的相图如下图所示图4-1 二组份气液平衡相图的三种类型图中、T 分别表示纯A 纯B 的沸点。
图中两曲线包围的区域为气－液两相平衡共存区。
它的上方G 代表气相区，下方L 为液相区。
C 和C'分别表示最高和最低恒沸物的沸点和组成。
T A *B *测绘这类相图时，要求同时测定溶液的沸点及气液平衡时两相的组成。
本实验用回流冷凝法测定环己烷－乙醇溶液在不同组成时的沸点。
所用沸点仪如图4-2所示，是一只带有回流冷凝管的长颈园底烧瓶，冷凝管底部有一球形小室D ，用以收集冷凝下来的气相样品，液相样品则通过烧瓶上的支管L 抽取，图中E是一根电热丝，直接浸在溶液中加热溶液。
溶液的组成用测定其折射率确定。
折射率是物质的一个特征数值。
溶液的折射率与组成有关，因此测得一系列已知浓度的溶液折射率，作出该溶液的折射率－浓度工作曲线，就可按内插法求得具有某折射率的溶液组成。
物质的折射率与温度有关,大多数液态有机化合物折射率的温度系数为-0.0004，因此在测定时应将温度控制在指定值的±0.2℃范围内，才能将这些液体样品的折射率测准到小数点后4位。
对挥发性溶液，加样品动作要迅速，以防挥发影响测定结果。
图4-2 沸点仪A-盛液容器;B-测量温度计;C-小玻管;D-小球;E-电热丝;L-支管;G-温度计;F-冷凝管三、仪器及药品沸点仪1套；超级恒温槽1套；阿贝折射仪1台；调压变压器1只；温度计(50-100℃，最小分度0.1℃)1支；温度计(0-100℃，最小分度1℃)1支；无水乙醇(AR)；丙酮；环己烷(AR)；滴管两只。
四、实验步骤1、将超级恒温槽的进出水管和阿贝折射仪的进出水管连接好，接通恒温槽电源，调节水温至30℃，调节方法见实验一。
2、用阿贝折射仪测定纯乙醇和纯环己烷的折射率，阿贝折射仪的使用方法见附录4-1。
3、测定标准乙醇－环己烷溶液的折射率。
(此项由教师事先作好，供给数据)。
4、在干燥的沸点仪中放入30cm3纯乙醇, 按图4－2安装好。
检查带有温度计的木塞是否塞紧, 加热用的电热丝要靠近容器A的底部中心。
温度计水银球的位置至少高于电热丝1cm, 温度计水银球下部包以滤纸,滤纸下端不要浸人溶液内。
冷凝管内通入冷水。
接通电热丝电源,用调压器调节电压约10V,(不能超过15V!)将液体缓缓加热, 待液体微沸约2分钟后, 温度恒定不变时记下温度计B和G的读数, 按附录3-1进行温度计外露部分的校正, 校正后的温度即为纯乙醇的沸点。
5、停止加热让液体冷却后，用移液管吸取3.0cm3的环己烷从支管L处加入容器A中。
加热溶液到沸腾。
调节冷凝管F中冷却水的流量以控制蒸汽在冷凝管中回流高度不宜太高,以2cm较合适，以防蒸汽逸出。
如此沸腾一段时间，使冷凝液不断淋洗小球D中的液体，直到温度计的读数稳定为止。
6、停止加热。
用长滴管吸取小球D处的冷凝液，用阿贝折射仪测定其折射率；打开L支管的磨塞，迅速用滴管吸取残馏液测定其折射率。
取样滴管要清洁干燥。
在样品转移、测量过程中要迅速而仔细。
每次使用折射仪前要用乙醚(或丙酮)淋洗棱镜面，干燥后再加样测定。
7、再依次加入3.0、4.5、5.5、7.0、10.0cm3的纯环己烷，按前述方法测定溶液的沸点和气液两相的折射率。
8、上述实验结束后，把沸点仪中的溶液倒人废液回收瓶中，用电吹风吹干沸点仪。
注入30cm3环己烷，测定沸点；依次加入0.5、1.0、2.0、5.0cm3的纯乙醇,分别测定它们的沸点和气、液两相的折射率。
五、数据记录和结果处理1、根据各样品的折射率由折射率－组成的工作曲线查得相应组成，列表30cm3乙醇中加入环己烷的毫升数沸点温度气相液相加量总量T r T s n校正值折射率浓度折射率浓度3.04.55.5 7.0 10.00 3.0 7.5 13.0 20.0 30.030cm3环己烷中加入乙醇的毫升数0.51.02.0 5.00.51.53.58.52、作乙醇－环己烷的气液平衡相图。
六、思考题1、沸点仪中的小球D体积过大或过小，对测量有何影响?2、在测定时，有过热现象产生，将会使相图图形产生什么变化?附录4-1：阿贝折射仪1、折射率测定的基本原理当一束光从一种介质A进入另一种介质B时，在界面上会发生折射现象，如图4-3所示。
根据史耐尔(Snell)定律，波长一定的单色光在温度、压力不变的条件下，其入射角i和折射角γ与这两种介质的折射率n(A)、n(B)有下列关系() ()() ()sin sin i ABn Bn Aγ=图4-3 光在不同的介质中的折射如果介质A是真空，因规定n(真空)＝1，因此()() ()n BiB =sinsin真空γn 称为介质B 的绝对折射率，如果介质A 为空气，n (空气)＝1.0027(空气的绝对折射率)。
则()()()()()()sin sin .i B n B n n B n B 空气空气γ===′10027n' 称为介质B 对空气的相对折射率，又称常用折射率。
因n 与n' 相差很小，通常就把常用折射率替代绝对折射率。
折射率以n 表示，由于n 与波长有关，因此在其右下角注以字母表示测定时所用的单色光的波长，D 、F 、G 、C ……分别表示钠的D(黄)线、氢的F(篮)线、G(紫)线、C(红)线等。
另外折射率又与介质的温度有关，因而在n 的右上角注明测量时介质的温度。
例如n 表示20℃时该介质对钠光D 线的折射率。
大气压对折射率的影响极微，可不考虑。
D 20阿贝折射仪是根据临界折射现象设计的。
在图4-3中若B 为棱镜、A 为样品、而棱镜折射率大于样品的折射率：n (B)＞n (A)。
若入射光1正好沿着棱镜与试样的界面射入，其折射光为1'，入射角i 1＝90°，折射角为r c , 此即为临界角，因为再没有比r c 更大的折射角了。
大于临界角处构成暗区，小于r c 处构成亮区。
因此r c 具有特征意义。
而且有 ()()()n A n B r n B r c c =°=sin sin sin 90 显然，如果已知棱镜B 的折射率n (B)，测定临界角n c 就能算出被测试的折射率。
2、阿贝折射仪的结构图4-4为阿贝折射仪的光程和外形示意图。
仪器的中心部件是由两块直角棱镜组成的棱镜组。
下面一块是可以启闭的辅助棱镜Q，且其斜面是磨砂的。
液体试样夹在辅助棱镜与测量棱镜P 之间，展开成一薄层。
光由光源经反射镜M放射到辅助棱镜，磨砂的斜面发生漫射，因此从液体试样层进入测量棱镜P的光线各个方向都有，从P直角边上方可观察到临界折射现象。
转动棱镜组转轴A的手柄R,调整棱镜组的角度，使临界线对准测量望远镜视野V中的X形准线的交点。
由于刻度盘SC与棱镜组同轴为A，因此试样的折射率可通过临界角在刻度盘上反映出来。
刻度盘上的示值有两行、右边一行是折射率n(从1.3000到1.7000)、左边D另一行是0—95%、专门测定糖水溶液中糖的重量百分数。
为了方便，阿贝折射仪的光源采用日光，而不是单色光，日光通过棱镜时产生色散，使临界线模糊，因而在测量望远镜的镜筒下面设计了一套消色散棱镜Am(amici棱镜)，旋转消色散手柄K，就可消除色散现象。
二组分气液平衡相图图4-4 阿贝折射仪的构造及外形3、折射仪的使用方法⑴安装将折射仪置于靠窗的桌上或普通白炽灯前，将温度计拧入棱镜外套上温度插座内。
用橡皮管将棱镜夹套的进出水口与超级恒温槽串接起来，恒温温度以折射仪上的温度计读数为准，一般选用20±0.1℃或30±0.1℃。
• 11 •工科基础化学实验系列教材 物理化学实验⑵加样 松开锁钮，开启辅助棱镜，使其磨砂的斜面处于水平位置，用滴管加少量丙酮清洗镜面，促使难挥发的玷污物逸走，用滴管时注意勿使管口碰触镜面。
必要时可用揩镜纸轻轻揩试镜面，但切勿使用滤纸。
待镜面干燥后滴加数滴试样于辅助棱镜的毛镜面上，闭合辅助棱镜，旋紧锁钮。
⑶对光 转动手柄R ，使刻度盘标尺上的示值为最小，调节反射镜，使放射光进入棱镜组，从测量望远镜中观察使视场最亮。
调节目镜，使视场准线最清晰。
⑷粗调 转动手柄，使刻度盘标尺上的示值逐渐增大，直到视场中出现彩色光带或黑白临界线。
⑸消色散 转动消色散手柄K ，使视场内出现一清晰的明暗临界线。
⑹精调 转动手柄R ，使临界线正好在X 形准线交点上。
若此时又呈现微色散，必须重调色散手柄K ，使临界线明暗清晰。
⑺读数 打开刻度盘罩壳上的小窗，调节小窗角度使光线射入，然后从读数望远镜中读出标尺上相应的示值。
转动手柄R,连续读数三次，相差小于0.0002，然后取其平均值。
同一试样应重复测量一次。
⑻校正(学生不作) 折射仪刻度上的零点读数有时会发生移动，须加以校正。
一般使用二次蒸馏水，转动R 使读数等于实验温度时水的折射率(可查表得到，例如n (水)＝1.3325)。
然后转动测量望远镜筒上的示值调节螺钉，使临界线与X 形准线的交点吻合即可。
D 20• 12 •二组分气液平衡相图4、折射仪的保养⑴切勿将滴管或其它硬物触碰镜面，滴管嘴要烧光滑。
使用擦镜纸时，要轻轻擦试。
转动棱镜要轻、慢，要注意不要超出测量范围。
⑵不得测试腐蚀性液体，如酸、碱等。
⑶使用完毕后，要拆下温度计，流尽棱镜夹套中的水。
放入箱内，箱内应有干燥剂。
⑷使用和搬动折射仪时要小心轻放，避免强烈振动和撞击。
⑸仪器应置于干燥、通风之室内，防止受潮，亦不宜直接在日光下暴晒。
• 13 •。
二组分气液平衡相图的测定
实验过程中的讲解（四）
实验数据记录要求和作图方法
1、把测得的数据填写在事先列好的数据表里； 2、填写数据要用钢笔或油笔，不得使用铅笔； 3、数据填写要真实、准确； 4、错误的数据不能用涂改液等随便涂改，可以 用笔划一下再在旁边写上正确的。 5、作图方法见教材第9页。
分析实验数据,讨论实验结果
二组分气- 液平衡相图愿始数据记录表
1、讲解阿贝折射仪的使用方法和注意事项 每次加入沸点仪的样品的浓度是否要一定，为什么？
2、调压器的电压要合适（多大？）； 实验过程中要把握的重点
1、一定要在完全达到气-液平衡时才可取样测其折光率。
答：不需要，因为虽然加入沸点仪的样品的浓度不同会使样品的沸点发生变化，但是相对应的气液两相的组成也发生变化，不影响相
分析实验数据，讨论实验结果
沸点-组成图
85 80 75 70 65
1、该图为乙醇-环己烷的沸点组成图
2、最低共沸点为65.2℃，共沸 组成x=0.54
3、蓝线为气相线，以上为气 相；红线为液相线，以下为 液相；两线之间为气-液共 存区；两线有一切点。
沸点/C
60
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
1.3908
0.429
1.3968
0.502
1.3982
0.533
1.4021
0.542
1.4102
0.561
1.4167
0.617
1.4249
1.000
残掖试样 折光率（n） x环己烷 1.3602 0.000 1.3642 0.062 1.3689 0.109 1.3755 0.185 1.3888 0.354 1.3982 0.534 1.4107 0.745 1.4182 0.907 1.4205 0.935 1.4249 1.000
二组分气液平衡相图实验报告
二组分气液平衡相图实验报告二组分气液平衡相图实验报告引言：二组分气液平衡相图是研究物质在不同温度和压力下的相变行为的重要工具。
通过实验测定不同温度和压力下的液相和气相的组成，可以绘制出相图，从而了解物质的相变规律和性质。
本实验旨在通过测定乙醇-水体系在不同温度和压力下的液相和气相的组成，绘制出其气液平衡相图，并分析其相变行为。
实验方法：1. 实验装置本实验使用了一个恒温水浴槽、一个压力计、一个分液漏斗和一个收集气体的烧瓶。
2. 实验步骤首先，将一定量的乙醇和水混合，并在分液漏斗中搅拌均匀。
然后，将混合物倒入烧瓶中，并将烧瓶放入恒温水浴槽中。
调节水浴槽的温度，并记录下温度和压力的数值。
随后，打开分液漏斗的阀门，使烧瓶内的气体逐渐释放出来，并收集在烧瓶中。
当压力稳定时，关闭分液漏斗的阀门，并记录下此时的压力和收集到的气体体积。
重复以上步骤，在不同的温度和压力下进行实验。
实验结果：根据实验数据，我们绘制出了乙醇-水体系的气液平衡相图。
图中横轴表示乙醇的摩尔分数，纵轴表示温度。
根据实验数据的拟合结果，我们得到了相图中的液相区域和气相区域的边界曲线。
通过观察相图，我们可以得出以下几个结论：1. 乙醇和水的气液平衡相图呈现出正常的升华曲线。
随着温度的升高，乙醇的溶解度逐渐减小，直至达到升华温度，乙醇开始升华为气体。
2. 在相图中，液相区域和气相区域之间存在一个临界点。
在临界点以上的温度和压力条件下，液相和气相之间不存在明显的界限，物质呈现出超临界流体的性质。
3. 相图中的等温线和等压线的斜率不同，表明温度和压力对相变行为的影响不同。
温度对相变的影响较大，而压力的影响较小。
讨论与结论：通过本实验，我们成功测定了乙醇-水体系在不同温度和压力下的液相和气相的组成，并绘制出了相应的气液平衡相图。
通过对相图的分析，我们了解到乙醇和水的相变行为和性质。
此外，我们还发现了温度和压力对相变行为的影响差异，并得出了一些结论。
二组分气-液平衡相图的测定
二组分气-液平衡相图的测定相图系指系统的相平衡状态图。
相图用图解的方法研究系统的相平衡行为，是相平衡热力学研究的重要手段之一。
相律只能给出系统的独立组分数、平衡共存相数和自由度数，而相图可以给出更加详尽得多的信息。
利用相图提供的信息，化学工程师可以进行工程（如精馏塔）设计及工艺操作（如利用盐-水系统相图进行盐类的精制）；可以进行精馏分离或制备具有精确组成的标准样品（如恒沸蒸馏混合物）；可以利用区域熔炼技术把金属提纯到极高的纯度，也可以把有机混合物或高分子混合物按照相对分子质量进行重新排布；利用二组分气-液平衡实验数据，结合实际溶液知识，可以测量实际溶液中溶剂或溶质的活度及活度因子。
合金相图是合金冶炼、金属热处理和表面处理的理论依据。
利用相图还可以估算纯组分的相变焓。
实验目的1．了解蒸馏法绘制具有恒沸点的二组分气-液平衡相图的原理与方法；2．了解阿贝折光仪的工作原理及样品折光指数的测量方法；3．用蒸馏法绘制无水乙醇-环己烷二组分气-液平衡相图。
实验原理由于系统性质的千差万别，系统的相图也各不相同。
大部分相图都靠实验测定。
目前，实验上测定相图的方法主要有三种：1、冷却曲线法（又称热分析法），此法一般用于具有较高相变温度的系统（如金属和合金相图）。
2、溶解度法，此法一般用于部分互溶凝聚系统（如苯胺和水的相图）。
3、蒸馏法，此法一般用于气-液平衡系统（如乙醇-苯相图）。
对于气-液平衡系统，按照蒸馏条件的不同，可分为蒸气压~组成图，即p~x图（恒温蒸馏）和沸点~组成图，即t~x图（恒压蒸馏）。
本实验测定常压下乙醇-环己烷的沸点~组成图，即t~x图。
因此，本实验的技术关键是如何正确测量所给系统的相平衡温度（沸点）和相平衡组成（气相组成，液相组成）。
仪器和药品平衡蒸馏仪一套（见图3-15）；阿贝折光仪（附带超级恒温水浴）；自偶调压器一台；放大镜一只；量筒、移液管、滴管等；环己烷（A·R）；无水乙醇（A·R）。
1.双组份理想溶液的气液平衡相图
2.图中红色线为气相线t-y（露点线）：它表
示混合液的沸点和平衡液相组成x之间的关系，此曲
线称为饱和液体线。
两组分溶液的气液平衡相图
1、温度-组成图（t-x-y图）
三个区域：
液相区：蓝线以下区域 过热蒸气区：红线以上区域 气液共存区：红线和蓝线包围的区域
两组分溶液的气液平衡相图
1、温度-组成图（t-x-y图）
两相区特点：
1.当两相温度相同时 y > x 2.当组成相同，t露点>t泡点
两组分溶液的气液平衡相图
1、温度-组成图（t-x-y图）
t/C
气相区
TB
露点
在总压一定的条件下，将组成为 xf
露点线
两相区
的溶液加热至该溶液的泡点 TA ，产 生第一个气泡的组成为 yA1，此时液 相组成为XA1。
TA
泡点
化学单元操作
两组分溶液的气液平衡相图
东明县职业中专
两组分溶液的气液平衡相图
1
Contents
温度-组成图（t-相图（y-x图）
两组分溶液的气液平衡相图
双组分理想溶液的气液平衡关系用相图表示比 较直观、清晰，而且影响蒸馏的因素可在相图上直 接反映出来。蒸馏中常用的相图为恒压下的温度组成（ t-x-y ）图和气相-液相组成（ x-y ）图。
两组分溶液的气液平衡相图
1、温度-组成图（t-x-y图）
t-x-y 图代表的是在总压 P 一定的条件 下，相平衡时气（液）相组成与温度 的关系。x、y均指易挥发组分的摩尔 分数。
两组分溶液的气液平衡相图
1、温度-组成图（t-x-y图）
两条线：
1.图中蓝色线为液相线t-x（泡点线）：它表
示混合液的沸点和与液相平衡的汽相组成y之间的关 系，此曲线称为饱和蒸气线。
物化实验 二组分体系气液平衡相图绘制
实验四二组分体系气液平衡相图一．实验目的1．了解液体沸点的测定方法。
2．掌握温度计的露茎校正方法。
3．掌握阿贝折光仪的原理及使用方法4．测定环己烷——乙醇二元系统气液平衡数据，给出沸点组成图。
二．实验原理常温下两液态物质混合构成的体系称为双液系。
若该双液系能按任意比例混合成为一相则称为完全互溶双液系。
若只能在一定比例范围内混合成为一相，其它比例范围内为两相则称部分互溶双液系。
环己烷——乙醇体系是完全互溶双液系。
液体的沸点是指液体的蒸气压和外压相等时的温度。
在一定外压下纯液体的沸点有确定值。
但是双液系沸点不仅与外压有关还随双液系的组成的改变而改变。
同时，在一般情况下双液系蒸馏时的气相组成和液相组成并不相同，因此原则上可通过反复蒸馏即精馏的方法分离双液系中的两液体。
但是当双液系具有恒沸点时，不能用单纯蒸馏的方法分离两液体。
如图4.1所示，本实验所用体系环己烷——乙醇的温度组成图是一个典型的具有最低恒沸点的相图。
若将组成在恒沸点处的体系蒸馏时气相组成和液相组成完全一样，因此在整个蒸馏过程中沸点也恒定不变，无法通过蒸馏的方法分离两组分。
恒沸点和恒沸混合物的组成还和外压有关，因此在不同外压条件下实验时所得双液系的相图也不尽相同，通常压力变化不大时恒沸点和恒沸混合物的组成的变化也不大，在未注明压力时一般均指外压为101.325kPa。
图4.1 具有最低恒沸点体系相图示意图本实验采用回流冷凝法测定环己烷——乙醇溶液在不同组成时的沸点。
由于液体沸腾时易发生过热现象，同时气相又易出现分馏效应，因此沸点的准确测定不易。
本实验所用的沸点仪如图 4.2所示，称为奥斯默沸点仪，它是一支带有回流冷凝管的长颈圆底烧瓶，加热用的电热丝直接浸在溶液中，这样可以减少溶液的过热现象和防止暴沸。
冷凝管的底部有一个小球泡用以收集冷凝下来的气相样品，由于分馏作用会使获得的气相样品的组成与气液平衡时的气相组成发生偏差，为此须在吹制沸点仪时尽量缩短小球泡与烧瓶间的距离以减少分馏作用。
4.1 两组分气液相图
,
x1(
)
,
,
x( ) K 1
)
0
两组分系统
f (T , p,x1( ) , x1( ) ) 0
相平衡：研究一个多相系统达到相平衡时， 温度、压力和各相组成间的关系。
f ( T , p,x1( ) , ,xK(1) ,x1( ) , ,xK( 1) ) 0
0.9 0.729 nV (5 2.08)mol 2.92mol (4) 若溶液在9.00kPa下的沸点为20℃，求该溶液的组成。
p 2.97xA 9.961 xA kPa 9.00kPa
9.00 9.96 xA 2.97 9.96 0.137 xB 0.863
利于精馏29恒温时总蒸气压随x变化不但比理想混合物虚线为高且出现极大恒压时沸点ohb30在极值左面最低恒沸点在极值点221103122211恒沸混合物不是一种具有确定组成的化合物当条件变化如压力变化恒沸点就会移动
第4章 相平衡
4.1 引 言
相——指系统中具有完全相同的物理性质 和化学组成的均匀部分。 相变化过程——物质从一个相转移至另一 相的过程。
解：(1)
120
t /℃
115
(3) 112.8℃ (2) 110.2℃ 110
(4) xB 0.544 105 yB 0.417 100
实际系统
pyi pi* xi， i 1
正偏差系统
pyi pi* xi， i 1
负偏差系统
4.正偏差系统的恒温相图与恒压相图
pi pi* xi
i 1
不同组分分子间的相互 吸引比纯物质弱,或分 子的缔合程度降低。
4.正偏差系统的恒温相图与恒压相图
6-05 二组分真实液态混合物的气-液平衡相图
0.8 1.0 C6H6(B)
• 精馏分离原理
§66
xB
1 最 大 负 偏 差
0 A xB
1 B
0 A xB
1 B
0 A xB
1 B
§6-4 二组分真实液态混合物
1. 压力 组成图 压力-组成图
p
T一定 一定 最 大 正 偏 差
-
: , ( ), . 一定
p 0 T一定 一定 xB 1
最 大 负 偏 差
-
( ,
-
)
0 A xB
1 B
1. 压力 组成图 压力-组成图
140 t/℃ ℃ 120
p=101325Pa xB(G)=0.897 g xB(L)=0.897 g+l 78.15℃ ℃ l
* tB
* t A 100
g+l 80 60 40 0.0 0.2 H2O(A)
0.4 xB
0.6
0.8 1.0 C2H5OH(B)
最低恒沸点
•H2O(A) - C2H5OH(B) 系统的 温度 组成图 温度-组成图
60 50 p / kPa 40 30 * t =35 ℃ l L G p/102kPa /10 M
p
* B
1.1 t=55.1℃ xB(L)=0.36 ℃ 1.0 0.9
* pA 0.8
l
* pB
pA
20 10 0.0 A
g
P=0.75×105Pa × 0.7 xB(G)=0.36 0.6 0.0 0.2 CHCl3(A)
一般负偏差 t p一定 一定 一般 T p一定 一定 偏差
t
p一定 一定
g l
最 高 恒 沸 点
6-2二组分系统理想液态混合物的气—液平衡相图
（a）完全互溶
（b）完全不互溶 （c）部分互溶
液态完全互溶系统 p-x、t-x图
理想系统 真实系统
一般正偏差 最大正偏差
一般负偏差 最大负偏差
液态部分互溶系统 t-x图
气相组成介于两液相之间 气相组成位于两液相同侧
液态完全不互溶系统 t-x图
完全互溶系统：理想液态混合物系统气-液平衡相图
1. 压力—组成图
A、B形成理想液态混合物：均符合拉乌尔定律
A组分分压： pA pA* xA pA* 1 xB
B组分分压： pB pB* xB
pA，pB，p和xB均成
气相总压： p pA pB
直线关系
pA* 1 xB pB* xB
pA* pB* pA* xB
液相线：气相总压 p 与液相组成 xB 之间的关系曲线
nL
解: (1) 先确定系统点的总组成
xM
nB nA nB
6 46
0.6
利用
nG (xM yB ) nL (xB xM ) 即 nG (0.6 0.2) nL (0.7 0.6) (1)
nG nL n总 =4+6=10mol (2)
解得
nG =2mol
nL =8mol
(2) 气相中： 甲苯 nB nG yB 2 0.2 0.4mol 苯 nA nG yA 2 0.8 1.6mol
（4）最大负偏差系统
p实际 p理想
且在某一组成范围内比 难挥发组分的饱和蒸气 压还小，实际蒸气总压 出现最小值
液相线
氯仿(A)—丙酮(B)系统
加上气相线：
一般正偏差系统
一般负偏差系统
最大正偏差系统
液相线 气相线
3.2 二组分系统气液平衡相图
LG
定温连结线
80
t
* B
xl，B
l(A+B)
60
0.0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
C6H5CH3(A)
xB
C6H6 (B)
图3-10 C6H5CH3(A) - C6H6 (B)系统的 沸点-组成图
15
0.0 t/℃
120
t
* A
100
80
60
yB 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
p/102kPa
(2) 蒸气压‐组成曲线有极值
0.0 0.2 1. 0
t=60℃ 0.8
0.6
0.4
pA*
0.2
xB 0.4 0.6
l(A+B) lg
0.8 1.0 xB=0.92
蒸气压有极大值，
yB＝xB，气相线与液相 线相切
左半支：yB > xB pB* 右半支：yB < xB
g(A+B)
0.0 0.0 0.2
若pB* > p > pA*, 则 yB > xB, yA < xA. 可知:
饱和蒸气压不同的两种液体形成理想液态混合物成气液平衡时, 两相的组成并不相同, 易挥发组分在气相中的相 对含量大于它在液相中的相对含量.
气-液平衡时蒸气总压p与气相组成yB的关系: 结合式 p = pA* + (pB* - pA* ) xB 和式 yB = pB*xB /p 可得
• 从相图分析恒温降压变化过程.
• 与纯物质在恒温下有一定的饱和蒸气压不同, 由于液相在 气化过程中组成不断变化(剩余难挥发性组分愈来愈多), 使得其平衡蒸气压不断下降, 因而存在相变压力区间. 5
第4 5 节：二组分理想液态混合物的气液平衡相图分析
压力-组成图
应用相图可以了解指 定系统在外界条件改变时 的相变化情况。 若在一个带活塞的导热 气缸中有总组成为xB(M) (简写为xM)的 A，B二组分 系统，将气缸置于100°C 恒温槽中。起始系统压力 pa，系统的状态点相当于 右图中的 a 点。 当压力缓慢降低时，系统 点沿恒组成线垂直向下移 动。在到达L1 前,一直是单 一的液相。 p t =const. a L2 L1 M b G3 g
0 A
l
pB
L3
pA
l+g G1 G2
xL
xM xG xB
1 B
C6H5CH3(A) - C6H6(B)
7
压力-组成图
到达L1后，液相开始蒸发， 最初形成的蒸气相的状态为 G1所示，系统进入平衡区。 在此区内，压力继续降 低，液相蒸发为蒸气。当系 统点为M点时，两相平衡的 液相点为L2，气相点为G2， 这两点均为相点。两个平衡 相点的连接线称为结线。 压力继续降低，系统点到 达G3时，液相全部蒸发为蒸 气，最后消失的一滴液相的 状态点为 L3 。 p
p=const. b
L2 L1 a l
0 A
g
tA
t2 t1
G2 l+g
G1 tB
C6H5CH3(A) - C6H6(B)
12
1 B
§6.2
杠杆规则（Lever rule）
讨论A，B二组分系统，气、液两相，C点代表了系 统总的组成和温度，称为物系点。 通过C点作平行于横坐标 的等温线，与液相和气相线 分别交于D点和E点。DE线 称为等温连结线（tie line）
n(l) CD n(g) CE
或
m(l) CD m(g) CE