化学-第六章 相平衡思维导图

物理化学相平衡思维导图，包含单组分系统的相平衡、概念、二组分系统的相图及其应用、非理想的二组分液态混合物等。

第六章 相平衡

• 相律
  • 定义
    • 相平衡体系中揭示体系内相数，独立组分数和自由度数之间关系的规律
  • 相律的一般式
• 单组分系统的相平衡
  • Clapeyron方程
    • 适用条件:任何物质的两相平衡体系
  • Clausius-Clapeyron方程
    • 液—气平衡
      • • 若H与T无关
        • 楚顿规则
          • 此规则对有缔合现象的分子，极性高的液体或在150K以下沸腾的液体不适用。
      • 适用条件:有气相参加的单组分两相平衡;将凝聚相体积忽略、气体作为ig.处理
    • 固一气平衡
    • 固-液平衡
  • 水的相图
    • • 3个三相区（s,g,l)
        • f=2
      • 3条两相平衡线（OA,OB,OC)
        • • OC线斜率为负
        • f=1
      • 临界点A（647K，2.2^7Pa)
      • 一个三相点
        • （273.15K,610.62Pa)
        • f=0
      • 冰点
        • (273.15K,P*)
  • 超临界状态
• 概念
  • 相和相数
    • 定义
      • 体系内部物理化学性质完全相同的均匀部分称为相。
    • 判别依据
      • 有明显的宏观界限
      • 相界上有性质突变、飞跃
    • 规律
      • 气体
        • 因气体分子能够无限制地均匀混合，体系中不论 有多少种气体混合，只有1个气相。
      • 液体
        • 按其互溶程度可以组成一相、两相或三相共存
      • 固体
        • 一般有一种固体便有一个相。两种固体粉末无论混合得多么均匀，仍是两个相
    • 多相系统平衡的一般条件
      • 热平衡
      • 压力平衡
      • 相平衡
      • 化学平衡
  • 自由度和自由度数（f)
    • 定义
      • 在不引起旧相消失和新相形成的前提下，可以在一定范围内自由变动的强度性质。
  • 物种数(S)
    • 体系中含有化学物质的种类数。
  • 独立组分数（C）
    • 足以确定平衡体系中所有各相的组成所需要的最少的独立物种数目称为独立组分数
• 二组分系统的相图及其应用
  • 理想的完全互溶双液系
    • p-x 图
    • p-x-y 图
    • T-X 图
      • • 杠杆规则
    • 精馏的基本原理
      • 在塔顶，温度为纯B的沸点，所得蒸汽冷凝物几乎是纯B低沸点（组分），在塔底，几乎得到的是纯A高沸点（组分）
• 冷步曲线
  • 三相线画平台
  • 两相平衡线画转折点
• 非理想的二组分液态混合物
  • 最低恒沸点混合物
    • • • 正偏差
        • 恒沸点特点
          • 气相与液相组成相同
          • f=0
          • 恒沸点是混合物，，不是化合物
        • 相区
          • 两相区（g+l)
            • f=1
          • 单相区（g)(l)
            • f=2
  • 最高恒沸点混合物
    • • • 负偏差
  • 部分互溶的双液系
    • 具有最高会溶温度
      • • 最高会溶点（B)
          • f=0
        • 曲线DBE
          • f=1
    • 最低会溶温度
    • 同时具有最低、最高会溶温度
    • 不具有会溶温度
  • 简单的低共熔二元相图
    • 热分析法绘制合金体系
      • • 4个相区
          • 1个单相区
            • L
              • f*=2
          • 3个两相区
            • Bi(s)+L
            • Cd(s)+L
            • Cd(s)+Bi(s)
        • 3条多相平衡曲线
          • ACE
          • HFE
          • BEM
        • 3个特殊点
          • A
            • Bi的熔点
          • H
            • Cd的熔点
          • E
            • 三项共存点
    • 溶解法绘制水-盐体系相图
      • • 4个相区
          • 1个单相区
            • L
              • f*=2
          • 3个两相区
            • H2O(s)+L
            • (NH4)2SO4(s)+L
            • (NH4)2SO4(s)+H2O(s)
        • 3条多相平衡曲线
          • LA
          • AN
          • BCA
            • 三相线
        • 2个特殊点
          • L
            • 冰的熔点
          • A
            • 三项共存点
  • 形成化合物的体系
    • 形成稳定化合物的相图
      • • 1个单相区
          • f*=2
        • 6个两相区
          • f*=1
        • 4条两相平衡线
          • f*=1
        • 2条三相线
          • f*=0
          • DE1F
          • DE2Q
        • 3个熔点
          • M,H,N
        • 2个低共熔点
          • E1,E2
    • 形成不稳定化合物的相图
      • • C没有自己熔点
        • O点为转熔温度
        • FON线
          • 三相线
          • 转熔线
  • 液、固相都完全互溶的相图
    • 完全互溶固溶体出现最低点或最高点
    • 固态部分互熔的二组分系统
      • 相图