5.3完全互溶双液系统

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第三节　完全互溶双液系统 二组分系统的相律二组分相律f=K–+2=2–+2=4–最多自由度f=4–1=3（T、p、x）最多相数=4相图T－p－x三维相图通常固定一个变量，平面图分类p-xT-x气（g）–液（l）平衡系统固（s）–液（l）平衡系统固（s）–气（g）平衡系统 全部浓度范围内均能互溶形成均匀的单一液相,同时在全部浓度范围内符合拉乌尔定律。一、理想的完全互溶的双液系统完全互溶部分互溶完全溶容双液系统分类理想液态混合物非理想双液系统理想液态混合物p不变=1f=2称为T-x图T不变=1f=2称为p-x图 1.理想液态混合物的蒸气压（定T下，p-x图）一、理想的完全互溶的双液系统ppA*pB*ABxBpApBp定温下，气液平衡时气相组成为： 不同温度下的p-x图一、理想的完全互溶的双液系统1.理想液态混合物的蒸气压（定T下，p-x图） 一、理想的完全互溶的双液系统1.理想液态混合物的蒸气压（定T下，p-x图） 二组分理想液态混合物的p-x-y图ppA*pB*BAxAp-x(液相线)p-y(气相线)一、理想的完全互溶的双液系统1.理想液态混合物的蒸气压（定T下，p-x图） ppA*pB*BAxBp-x(液相线)p-y(气相线)xByBp一、理想的完全互溶的双液系统1.理想液态混合物的蒸气压（定T下，p-x图） p1p2在对气体的恒温加压过程中,随着压力的增加,气体将逐渐液化pB*gll=gppA*BAxA一、理想的完全互溶的双液系统1.理想液态混合物的蒸气压（定T下，p-x图） xBTb(B)TBATb(A)气相液相x2x1x3y1y2y3T-yT-xgl2.理想液态混合物在定压下的T-x图（沸点组成图）一、理想的完全互溶的双液系统蒸馏、精馏一般在恒压下进行，利用T-x图可讨论蒸馏问题。当液态混合物蒸气压等于外压时，液态混合物开始沸腾，此时系统的温度即为该组成下液态混合物的沸点。下图为恒定p下，T-x-y图（沸点组成图） Tb(B)TBATb(A)气相液相x2x1x3y1y2y3T-yT-xglxB理想液态混合物的T-x图一、理想的完全互溶的双液系统2.理想液态混合物在定压下的T-x图（沸点组成图） 在T-x图上，气相线在液相线之上。混合物的沸点不是单一的温度点,而是沸程.TBAxBTA*TB*气相液相t1t2t3x2x1x3y1y2y3加热器理想活塞pp一、理想的完全互溶的双液系统2.理想液态混合物在定压下的T-x图（沸点组成图） pB*（T）pBAp108C100C92C84CTBAxBx1x1x2x2x3x3x4x4一、理想的完全互溶的双液系统2.理想液态混合物在定压下的T-x图（沸点组成图） xBpTpABTB*TA*pB*pA*气气气液液一、理想的完全互溶的双液系统T-p-x图 一、理想的完全互溶的双液系统T-p-x图 TABxATB*TA*glxACEDx1x2物系点：系统物质的总组成点（不管相的存在状态）二、杠杆规则 假设某压力下液态混合物沸腾时气液平衡的物系点为C点，那么有：二、杠杆规则推广到任意相图的两相平衡区（液-气、液-固、固-固平衡），杠杆规则都适用。如横坐标为重量百分数，ng、nl改为wg、wl（摩尔数改为重量）。 A：对拉乌尔定律发生正偏差pA>pA*xAB：对拉乌尔定律亦发生正偏差pB>pB*xAA：对拉乌尔定律发生负偏差pAy1>y2>y3>y4>y5>y6>y7>y8反复将气相部分冷凝，气相组成沿气相线下降，最后得到的蒸气组成可接近纯B。x8