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解读二组分液态部分互溶系统的温度—组成相图:气相点位于三相平衡线的一端
发布于 2021-04-04 16:58
对于部分互溶的两个液体构成的系统,按照处于平衡时的气、液、液三相的组成关系,可以分为两类:一类是气相组成介于两个液相组成之间,另一类是
一个液相组成介于气相组成和另一个液相组成之间,即
气相点位于三相平衡线的一端
。后一种系统的温度
—
组成相图如下所示:
R
、
Q
两点分别为纯
A
和纯
B
的沸点,
G
、
L
1
和
L
2
点分别为三相平衡时饱和蒸气、
B
在
A
中的饱和溶液和
A
在
B
中的饱和溶液三个相点;
ML
1
线和
NL
2
线为两个溶液的溶解度曲线;
RL
1
线是
B
溶于
A
中所形成溶液的沸点与液相组成的关系,
RG
线是相应的沸点与气相组成的关系;
QL
2
线和
QG
线则是与
A
溶于
B
中的溶液相关的液相线和气相线。
对这种系统加热时,它的相态怎么变?下面根据系统的具体组成来讨论。
一、当系统组成(物系点)
x
1
介于
A
和
M
之间时,开始系统中只有一种液体:
A
为溶剂、
B
为溶质的
不饱和溶液
。
对组成为
x
1
的系统加热,在
x
1
E
段,随着温度升高,溶液
l
1
仍处于不饱和状态;温度到达
E
点对应的值时,
l
1
开始气化、出现气相(
g
);温度在
EF
段时,
l
1
组成沿
EL
1
线变化,
g
组成沿
RF
线变化,
l
1
数量逐渐减少,
g
数量逐渐增加;温度到达
F
点对应的值时,
l
1
消失,系统只以
g
存在;随后进入单一的气相区。
二、当系统组成
x
2
靠近
M
时,开始系统中仍然是只有一种液体:
A
为溶剂、
B
为溶质的
不饱和溶液
。
在
x
2
E
段,随着温度升高,
l
1
仍处于不饱和状态;温度到达
E
点对应的值时,
l
1
开始气化、出现
g
;温度在
EH
段时,
l
1
组成沿
EL
1
线变化,
g
组成沿
RG
线变化,
l
1
数量逐渐减少,
g
数量逐渐增加;温度到达
H
点对应的值时,
l
1
成为饱和溶液,即
L
1
点对应的组成,同时出现
A
溶于
B
中的饱和溶液,即
L
2
点对应的组成,
g
组成也由
G
点表示,发生如下反应:
在
H
点对应的温度下,新产生的
g
和
l
2
数量按照线段长度
L
1
L
2
与
GL
1
的比例增加,直到
l
1
消失,系统中只有
g
和
l
2
相存在;随后,温度又开始上升,在
HF
段时,
l
2
组成沿
L
2
Q
线变化,
g
组成沿
GF
线变化,
l
2
数量逐渐减少,
g
数量逐渐增加;温度到达
F
点对应的值时,
l
2
消失,系统只以
g
存在;随后进入单一的气相区。
三、当系统组成
x
3
介于
M
和
N
之间时,开始系统中同时存在
两
种饱和溶液
:
A
为溶剂、
B
为溶质的
l
1
,
B
为溶剂、
A
为溶质的
l
2
,它们被称为共轭溶液。
对组成为
x
3
的系统加热,在
x
3
H
段,随着温度升高,
B
在
A
中、
A
在
B
中的溶解度都增加,两种液体的溶解度(或组成)分别沿
ML
1
线和
NL
2
线变化;温度到达
H
点对应的值时,发生如下反应:
在
H
点对应的温度下,新产生的
g
和
l
2
数量按照线段长度
L
1
L
2
与
GL
1
的比例增加,直到
l
1
消失,系统中只有
g
和
l
2
相存在;随后,温度又开始上升,在
HF
段时,
l
2
组成沿
L
2
Q
线变化,
g
组成沿
GF
线变化,
l
2
数量逐渐减少,
g
数量逐渐增加;温度到达
F
点对应的值时,
l
2
消失,系统只以
g
存在;随后进入单一的气相区。
四、当系统组成
x
4
介于如下的
M
和
N
之间时,请同学们自己分析所发生的相变。
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