相平衡01

返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31简单的低共熔混合物（1）热分析法绘制低共熔相图基本原理：二组分体系，指定压力不变，2CPPCf31*1P2*f双变量体系2P1*f单变量体系3P0*f无变量体系首先将二组分体系加热熔化，记录冷却过程中温度随时间的变化曲线，即步冷曲线（coolingcurve）。当体系有新相凝聚，放出相变热，步冷曲线的斜率改变。，出现转折点；，出现水平线段。据此在T-x图上标出对应的位置，得到低共熔T-x图。*1f*0f返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31Cd-Bi二元相图的绘制1.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，体系温度不变，同理，在步冷曲线e上，596K是纯Cd的熔点。分别标在T-x图上。返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31Cd-Bi二元相图的绘制返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31Cd-Bi二元相图的绘制2．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；0312*f至D点，Cd(s)也开始析出，温度不变；1212*f返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31Cd-Bi二元相图的绘制2．作含20Cd，80Bi的步冷曲线。至D’点，熔液全部凝结为Bi(s)和Cd(s)，温度又开始下降；1212*f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。返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31Cd-Bi二元相图的绘制返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31Cd-Bi二元相图的绘制3．作含40Cd的步冷曲线将含40Cd，60Bi的体系加热熔化，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。1212*f当熔液全部凝固，温度又继续下降，将E点标在T-x图上。0312*f返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31Cd-Bi二元相图的绘制返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31Cd-Bi二元相图的绘制4．完成Bi-CdT-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。返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31Cd-Bi二元相图的绘制返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31Cd-Bi二元相图的绘制图上有4个相区：1.AEH线之上，熔液（l）单相区，2*f2.ABE之内，Bi(s)+l两相区，1*f3.HEM之内，Cd(s)+l两相区，1*f4.BEM线以下，Bi(s)+Cd(s)两相区，1*f返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31Cd-Bi二元相图的绘制有三条多相平衡曲线1.ACE线，Bi(s)+l共存时，熔液组成线。2.HFE线，Cd(s)+l共存时，熔液组成线。3.BEM线，Bi(s)+Cd(s)+l三相平衡线，三个相的组成分别由B，E，M三个点表示。返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31Cd-Bi二元相图的绘制有三个特殊点：A点，纯Bi(s)的熔点H点，纯Cd(s)的熔点E点，Bi(s)+Cd(s)+l三相共存点。因为E点温度均低于A点和H点的温度，称为低共熔点（eutecticpoint）。在该点析出的混合物称为低共熔混合物（eutecticmixture）。它不是化合物，由两相组成，只是混合得非常均匀。E点的温度会随外压的改变而改变，在这T-x图上，E点仅是某一压力下的一个截点。返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31水-盐系统相图在化工生产和科学研究中常要用到低温浴，配制合适的水-盐体系，可以得到不同的低温冷冻液。例如：NaCl(s)-OH2)s(CaCl-OH22KCl(s)-OH2水盐体系低共熔温度252K218K262.5K257.8KCl(s)NH-OH42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。返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31应用•分析P107图2-16返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31形成化合物的体系A和B两个物质可以形成两类化合物：(1)稳定化合物，包括稳定的水合物，它们有自己的熔点，在熔点时液相和固相的组成相同。属于这类体系的有：OHFeCl23的4种水合物s)(FeCl-CuCl(s)32Fe(s)-Au(s)KClCuCl2酚-苯酚OHSOH242的3种水合物返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31形成化合物的体系(2)不稳定化合物，没有自己的熔点，在熔点温度以下就分解为与化合物组成不同的液相和固相。属于这类体系的有：2CuCl-KCl222CaF-CaCl2Sb-AuNa-K返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31形成稳定化合物的相图与可形成化合物C，H是C的熔点，在C中加入A或B组分都会导致熔点的降低。CuCl(A)B)(FeCl3这张相图可以看作A与C和C与B的两张简单的低共熔相图合并而成，所有的相图分析与简单的二元低共熔相图类似。返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31形成稳定化合物的相图返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31形成稳定水合物的相图与能形成三种稳定的水合物，即,,,它们都有自己的熔点。OH242SOH2423HSOHO(C)2422HSO2HO(C)2421HSO4HO(C)纯硫酸的熔点在283K左右，而与一水化合物的低共熔点在235K，所以在冬天用管道运送硫酸时应适当稀释，防止硫酸冻结。这张相图可以看作由4张简单的二元低共熔相图合并而成。如需得到某一种水合物，溶液浓度必须控制在某一范围之内。返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31形成稳定水合物的相图返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31形成不稳定化合物的相图在与相图上,C是A和B生成的不稳定化合物。)A(CaF2B)(CaCl2因为C没有自己的熔点，将C加热，到O点温度时分解成和组成为N的熔液，所以将O点的温度称为转熔温度（peritectictemperature）。)s(CaF2FON线也称为三相线，由A(s)，C(s)和组成为N的熔液三相共存，与一般三相线不同的是：组成为N的熔液在端点，而不是在中间。返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31形成不稳定化合物的相图返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31形成不稳定化合物的相图相区分析与简单二元相图类似，在OIDN范围内是C(s)与熔液(L)两相共存。分别从a，b，d三个物系点冷却熔液，与线相交就有相变，依次变化次序为：LA(s)LA(s)C(s)L(N)C(s)LC(s)B(s)L(D)C(s)B(s)LA(s)LA(s)C(s)L(N)C(s)LA(s)LA(s)C(s)L(N)A(s)C(s)a线：b线：d线：希望得到纯化合物C，要将熔液浓度调节在ND之间，温度在两条三相线之间。返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31完全互溶固溶体的相图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体系属于这种类型。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）单相区，梭形区内是固-液两相共存，上面是液相组成线，下面是固相组成线。返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31完全互溶固溶体的相图当物系从A点冷却，进入两相区，析出组成为B的固溶体。因为Au的熔点比Ag高，固相中含Au较多，液相中含Ag较多。继续冷却，液相组成沿线变化，固相组成沿线变化，在点对应的温度以下，液相消失。21AAA21BBB2B返回上一内容下一内容回主目录2020/1/31二组分系统相图基本特征：1）单相区：A，B两组分能形成溶液或固溶体的部分。相区内的一点既代表系统的组成和温度；又代表该相的组成和温度。2）两相区：处于两个单相区或单相线之间。相区内的一点只代表系统的组成和温度；结线两端点代表各相的组成和温度。两相区内适用杠杆规则。返回上一内容下一内容回主目录2020/1/313)凡是曲线都是两相平衡线。线上的一点为相点，表示一个平衡相的状态。4)凡是垂直线都可看成单组分纯物质。如果是稳定化合物：垂线顶端与曲线相交，为极大点；若是不稳定化合物：垂线顶端与水平线相交，为“T”字形5)凡是水平线基本上都是“三相线”。三相线上f=06)冷却时，当物系点通过(两相平衡)曲线时，步冷曲线上出现一转折：当物系点通过三相线时，步冷曲线上出现平台；(三相线的两端点除外)。