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1、实际生产中：,6.3 二组分理想液态混合物的气-液平衡相图,二组分系统的相律分析,二组分理想液态混合物的压力组成图,二组分理想液态混合物的温度组成图,根据相律 F=C-P+2=4-P,F最大=3 即最多可以有三个独立变量，这三个变量通常是T，p 和组成 x,P最大=4 即最多可以四相平衡共存,通常研究方法,固定一个变量，用二维坐标描述使图形简单易用。,()T,()P,()x,二组分系统的相律分析,两个纯液体可按任意比例互溶，每个组分都服从拉乌尔定律，这样组成了理想的完全互溶双液系，或称为理想的液体混合物,1.压力组成图,设组分 A 和组分 B 形成理想液态混合物。在一定温度 T 下气液两相平衡
2、时，根据拉乌尔定律,A,B,(1)p-x图,T=常数，且系统达到气液平衡时，自由度数F=1，表明压力和组成中只有一个为变量，若选液相组成xB为独立变量，即 p=f(xB)，且yB=f(xB),理想液态混合物的蒸气总压总是介于两纯液体的饱和蒸气压之间，即,p-x 线表示系统压力(即蒸气总压)与其液态组成之间的关系，称为液相线。,由右图可知:,(2)p-x-y图,这是 p-x 图的一种，把液相组成 x 和气相组成 y 画在同一张图上。,已知，或，就可把各液相组成对应的气相组成求出，画在 p-x 图上就得 p-x-y 图。,和 的求法如下：,这说明，饱和蒸气压不同的两种液体形成理想液态混合物,成气液
3、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含量。-柯诺瓦洛夫-吉布斯规则,两条线：左上方直线为液相线，右下方的曲线为气相线。,(2)三个区域：,(3)p-x-y图分析,液相线之上 液相区 F=2(p,x),液相线和气相线之间梭形区 是气-液两相平衡，F=1。x=f(p),y=f(p),气相线之下 气相区 F=2(p,x),问题 有F=0的点么？,端点 纯物 F=0,(4)几点说明,相点与系统点,相点：表示某一相组成的点，可以随 T、p 变。,系统点:表示系统总组成的 点，不随 T、p 变。,单相区：相点与系统点重合；两相共存区：相点与系统点不同。,1)当压力缓慢降
4、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。,相图的应用,系统在恒温降压从a到b过程中的相变化情况。,若在一个带活塞的导热气缸中,总组成为xM 的 A，B二组分系统，将气缸置于100恒温槽中。起始系统压力pa，系统的状态点a 点。,2)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，系统进入气-液平衡两相区。,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。,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。,3)此后系统进入气相区G3至b为气相减压过程。,总结：
5、当系统点由L1变化到G3的整个过程中a.系统内部始终是气液两相共存;b.平衡两相的组成和两相的相对数量均随压力而改变。,“杠杆规则”,强调一点：在结线上不同的任意两个物系点,1)两个物系总组成不同；,2)两个物系，气液两相的相对数量不同；,3)但两个物系，平衡压力，两相组成均相同。,2.温度-组成图,亦为沸点-组成图,恒定压力下表示二组分系统气-液平衡时的温度与组成关系的相图，叫做温度-组成图。,外压为大气压力，当溶液的蒸气压等于外压时，溶液沸腾，这时的温度称为沸点。,T-x图在讨论蒸馏时十分有用，因为蒸馏通常在等压下进行。,某组成的蒸气压越高，其沸点越低，反之亦然。,(1)T-x图可通过计算
6、获得,以此类推可获得不同温度下的气液相组成，进而画出气相点和液相点,(2)T-x图分析,在T-x图上，气相线在上，液相线在下，上面是气相区，下面是液相区，梭形区是气-液两相区。,两条线 F=1,两端点 F=0,露点线（气相线）,泡点线（液相线）,混合物的起始组成为x1，状态a，恒压加热到温度为L1 液相开始起泡沸腾 t1称为该液相的泡点液相线表示了液相组成与泡点关系,若将状态为 b 的的蒸气 恒压降温至G2 气相开始凝结出露珠似的液滴 t2称为该气相的露点气相线表示了气相组成与露点的关系 气相线又称为露点线,露点线（气相线）,泡点线（液相线）,3.杠杆规则,在T-x图上，由nA和nB组成的混合
7、物组成为xB,加热到T1温度，系统点C 落在两相区，系统点C代表了体系总的组成和温度。,两个平衡相点的连接线称为结线 DE线为等温连结线,落在DE线上所有系统点的对应的液相和气相组成，都由D点和E点的组成表示。但气相和液相的相对量不同。,液相和气相的数量借助于力学中的杠杆规则求算,以系统点为支点，支点两边连结线的长度为力矩，计算液相和气相的物质的量或质量,这就是杠杆规则，可用于任意两相平衡区,若已知,可计算气、液相的量,P294 6.2,6.4,强调一点：在结线上不同的任意两个物系点,1)两个物系总组成不同；,2)两个物系，气液两相的相对数量不同；,3)但两个物系，平衡压力，两相组成均相同。,P294 6.2,6.4,
