三角形相图

三角形相图三元混合物的平衡关系，用三角形坐标图表示。组分的浓度以摩尔分率或质量分率表示。A、B、S的质量分率分别表示为：xA、xB、xS等腰直角三角形等边三角形不等腰直角三角形三角形的三个顶点分别表示A、B、S三个纯组分。ABS0.80.60.40.20.80.60.40.20.20.40.60.8EM三条边上的任一点代表某二元混合物的组成,不含第三组分E点：xA=0.4，xB=0.6三角形内任一点代表某三元混合物的组成。M点：xA=0.4，xB=0.3，xS=0.3GLL物料衡算与杠杆定律描述两个混合物O和N形成一个新的混合物M时，或者一个混合物M分离为O和N两个混合物时，其质量之间的关系。和点与差点（分点）：M点为O与N点的和点,O点为M点与N点的差点,N点为M点与O点的差点。分点与合点在同一条直线上,分点位于合点的两边；xAOABSNOMxAMxANxSOxSMxSN分量与合量的质量与直线上相应线段的长度成比例，即：MOMNO/NNONMO/MONOMN/MON线上不同的点代表O、N以不同质量比进行混合所得的混合物；混合物M可分解成任意两个分量，只要这两个分量位于通过M点的直线上，在M点的两边即可。GLL三元体系的液-液平衡关系按组分间互溶度的不同，三元混合液分为：Ⅰ溶质A完全溶解于B及S中，而B、S不互溶；Ⅱ溶质A完全溶解于B及S中，而B、S只能部分互溶；Ⅲ溶质A与B完全互溶，B与S和A与S部分互溶。萃取中Ⅱ类物系较普遍，本章主要讨论该类物系。溶解度曲线单相区:三元混合物形成一个均匀的液相；联结线：联结E、R两点的直线。共轭相：在两相区内的三元混合物形成两个互成平衡的液相，其组成分别由R和E点表示；ABS0.80.60.40.20.80.60.40.20.20.40.60.8REM单相区两相区GLL温度对溶解度的影响相图上两相区的大小，不仅取决于物系本身的性质，而且与操作温度有关。一般情况下，温度上升，互溶度增加，两相区减小。温度特别高时，两相区会完全消失，致使萃取分离不能进行。二苯基己烷廿二烷糠醛0.80.60.40.20.80.60.40.20.20.40.60.845C115C140CGLL溶解度曲线的测定连接所有的E、R点即得溶解度曲线。恒温下，在三角烧瓶中加入恰当的B和S，使混合物的浓度位于RE之间的d点，滴加少许溶质A至M1点，充分混合后静置分层，取两相试样分析，得共轭相E1和R1的组成，联结R1E1线即为平衡联结线。ABSR1E1M1ERd分层点再滴加少许溶质A至M2点，充分混合后静置分层，取两相试样分析，得共轭相E2和R2的组成，联结R2E2线即得另一平衡联结线。……M2E2R2GLL临界混溶点P溶解度曲线上所有的点都是混溶点，它表示混合液恰好变为均相的点，所以混溶点的连线就是溶解度曲线。两个共轭相的组成无限趋近而变为一相时对应的混溶点。ABSR1E1M1ERdPE2E3E4R2R3R4GLLABSdR1E1ERPE2E3E4R2R3R4临界混溶点一般并不在溶解度曲线的最高点，由实验测定。通常平衡联结线之间不平行，其斜率随混合液的组成而异，一般是按同一倾斜方向缓慢变化。少数物系在不同浓度范围内联结线倾斜方向不同，如吡啶-氯苯-水体系点将溶解度曲线分为萃余相区萃取相区PGLL辅助曲线——寻找更多共轭组成的共轭曲线已知共轭相中任一相的组成，可利用辅助线得出另一相的组成。辅助曲线与溶解度曲线的交点即为临界混溶点P；实验测得的平衡联结线（即共轭相的组成数据）是有限的，其它组成下的平衡数据，可以借助辅助曲线获取。已知联结线E1R1、E2R2、E3R3、E4R4，分别从点E1、E2、E3、E4作AB的平行线，从点R1、R2、R3、R4作BS的平行线，两组平行线相交，连结各交点即得辅助曲线；ABSR1E1PR2E2E3E4R3R4xy0平衡联结线的两个端点表示液液平衡两相之间的组成关系。用yA和xA分别表示A组分在萃取相和萃余相中的浓度。P分配曲线)f(xyAA引入分配系数kA，则A在平衡两相中的分配关系可表示为：AAA/xyk分配系数一般不是常数，其值随组成和温度而异。所以上述关系可用下面的函数形式表达同样，可以得到B组分的关系BBB/xyk)(xyBBg在x~y图上的表达如右图GLLP点右方的溶解度曲线表示萃取相中溶质yA与溶剂yS的关系由上述表达式得：只要任一平衡相中的任一组分的组成一定，其它组分的组成及其共轭相的组成就唯一确定。溶解度曲线ABSdR1E1ERPE2E3E4R2R3R4)(yyAS)(xxASP点左方的溶解度曲线表示萃余相中溶质xA与溶剂xS的关系分配曲线：萃取相与萃余相间的关系，属相际关系溶解度曲线：萃取相内或萃余相内的溶解关系，属相内关系例:yAxAxSxBySyB分溶溶归一归一GLL在含有组分A与B的原料液F中加入一定量的萃取剂S后，得到新的混合液M，由杠杆规则知F、S和M之间的关系M静置分层得萃取相E和萃余相R，其质量关系为萃取过程在三角形坐标图上的表示MSFMS/FEMRME/R从萃取相E中除去萃取剂S后得萃取液E’；从萃余相R中除去萃取剂S后得萃余液R’；单级萃取中，萃取相能达到的最大A组分含量为Emax点的组成，对应的萃取液组成点为E’max。ABSREE’R’FE’maxEmaxMAE'AFAR'xxxGLL