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水盐体系相图及其应用优秀课件

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2-1水盐体系相图及其应用

2-1水盐体系相图及其应用

BM盐的饱和溶解度曲线，即与
液相呈平衡的固相为BM盐。
a点代表AM-H2O二元体 系中AM盐的溶解度，b点代 表BM-H2O二元体系中BM的
溶解度，c点是ac和bc的交点，
代表AM和BM两种盐共同饱 和时的点（共饱和点），即 与液相呈平衡的固相为AM和 BM两种盐。
面积Aca代表AM盐与其饱 和溶液共存的两相区，面积 Bcb代表BM盐与其饱和溶液共
F =C-P=3-1=2
表示该不饱和区为双变量区。
——END Thank you
(2)独立组分
系统中每一个可以单独分离出来并能在体系外长
期存在的物质，称之为组分。组分是构成整个体系的化学物质， 物质间如果没有化学反应，则组分数与独立组分数相等，如物质 间有化学反应，则组分数减去独立化学反应数，即得独立组分数， (3)自由度 在体系中不致引起相的数目发生变化的条件下，可
以随意独立变动的可变因素（如温度、压力、浓度等）的数目。
存的两相区，面积AcB代表AM
盐和BM盐都与饱和溶液c共存 的三相区，面积Dacb代表单一 液相的不饱和区。
下面用相律分析相图中各点、线、面的意义。 对于相图中点a和点b：组分数为2，相数为2，由相律 公式知
F-C-P=2-2=0
自由度F为0，表示在一定温度条件下，这样的点为无 变量点，不论改变那个强度变量都会使体系发生相的变化。 对于c点，组分数为3，相数为3，则 F =C-P=3-3=0 也是无变量点。 对于ac和bc线上的任何点，组分数为3，相数为2，则
ac m bc n
2．三元体系直角等腰三角形 表示法 直角等腰三角形表示法如图2-4
所示。这种示法的优点是可
用普通方格纸作图。体系以l00g （或l00mol）为基准。横坐标表 示A盐的质量分数，纵坐标表示B 盐的质量分数，坐标原点为纯 水点。水的含量不能从图上直接读 出来，但显然是已知的了。如图

水盐体系相图及其应用2

水盐体系相图及其应用2

线，它表示NaNO3的饱和溶液。
250
15
曲线AE是NaNO3溶液的结冰线，也 称为冰的溶解度曲线。
200
14
F=2-P+1=3-P P=2，F=2-2+1=1
150
未饱和溶液L 100
13
12 11
直线CED是固相冰、固相NaNO3及对 冰与NaNO3都饱和的液相，是三相 共存的三相线。
10
50
（W）W
20
40
60
S（S） 80 100
NaNO3，%（wt） 图2-1 NaNO3—H2O体系相图
第二节 复杂二元水盐体系相图
一、稳定水合物和不稳定水合物 二、复杂二元相图的标绘 三、水合盐相图分析 四、转溶现象
一、稳定水合物和不稳定水合物
盐和水生成水合物，又叫水合盐。 1.稳定水合盐
这种水合盐加热至熔点熔化时，固相和液相有相同的组成，即水合盐 无论在固态或熔化后的液态中，都有相同的组成，都能稳定的存在而 不分解，因此，又称为有相合熔点的化合物，或称为同成分水合盐。 2.不稳定水合盐 这种水合盐加热至一定温度时，不是简单的熔化，而是生成无水盐或 含水少的水合盐及同时生成较水合盐含水量多的溶液，因而造成固液 两相组成不一致。这个温度就是固液异组成物的“熔点”，或叫不相 称熔点。这个温度实际上也是水合盐的分解温度，故称这种水合盐为 异成分水合盐或不相称水合盐。 3.判断 稳定水合盐和不稳定水合盐的区别主要在于它们受热时呈现的不同 现象。确定某一水合盐是否稳定，要通过实验来判定。
-40 ④ （W）W 20
5 4 E1 40
K 60 80
Mn(NO3)2 100
Mn(NO3)2，%（wt）
图2-2 Mn(NO3)2—H2O体系相图

水盐体系相图及其应用6

水盐体系相图及其应用6
++
固相 Cl2= 100 0 17.0 H2O 691 150 325 Na2Cl2+K2Cl2 Na2（NO3）2+K2（NO3）2 Na2（NO3）2+Na2SO4+Na2Cl2
SO4= 0 0 3.0
（NO3）2= 0 100 80.0
45.0 46.2 0
B3
C3 D3 E3 F3 H3 I3
2． 线： （2）三盐共饱线： （三个单固相饱和溶液几何体 的交线，表示三种固相平衡的溶液，共十条） F=5-4=1 H RO1是AM、CM、BM三盐共饱线； SO2是BN、AN、CN三盐共饱线； R PO1是AM、BM、AN三盐共饱线； AM VO3是BM、BN、CM三盐共饱线。 G O3W是BM、BN、AN三盐共饱线； UO2是BN、CN、CM三盐共饱线； QO1是QM、CM、AN三盐共饱线； ZO2是AN、CM、CN三盐共饱线； O3O2是BN、AN、CM三盐共饱线； O1O3是BM、CM、AN三盐共饱线。
第六章 五元水盐体系相图
第一节 交互五元体系图形表示方法
第二节 交互五元体系相图的运用
第三节 简单五元体系相图
第六章 五元水盐体系相图
（1）简单五元水盐体系： 具有共同离子的四种盐和水构成的体系。如：Na+，K+，Mg++， Ca++//Cl-—H2O体系 Na+// Cl-，SO42-，HCO3-，CO3-—H2O体系 这类体系可认为由共同离子的多种无水单盐和水组成，在单盐间不存在 复分解反应。 （2）具有三个相互盐对的五元体系： 由组成三个交互盐对的六种盐和水构成的体系。 如： Na+，K+，Mg++ //Cl-，SO42-—H2O体系； Na+，NH4+// Cl-，OH-， HCO3-—H2O体系 这类体系的单盐间存在着一系列复分解反应。

水盐体系相图及其应用课件

水盐体系相图及其应用课件

溶质
g
（干盐） mol
g/100g干盐（g/100g·S） mol/100mol干盐（J值）
g 溶剂（水）
mol
g/100gH2O（g/100g水） mol/100molH2O
离子之和
mol
mol阴离子/100mol阴离子之和（离子浓度） mol阳离子/100mol阳离子之和（离子浓度）
mol离子/100mol若干离子之和（J‘值）
五.相图理论旳意义
相图理论旳指导意义在于
（1） 能拟定产品生产旳原则性工艺过程及条 件；
（2） 能分析、处理生产工艺中旳问题，对既 有生产可查定其合理性；
（3） 指导改善生产旳方向和途径。
五.相图理论旳意义
相图旳不足
（1）任何一种详细旳相图，都是以科学试验旳 数据为基础作出旳。
（2）相图分析旳结论与实际之间会存在差距。 （3）相图基于热力学原理，只阐明相变过程旳
广义：除涉及水和盐外，还涉及了水与酸或碱构成旳体系， 另外还包具有水和碱性物及酸性物所构成旳体系。
3．合用范围： 水盐体系相图合用于酸碱、化肥、无机盐生产，尤其较早地
应用于以海水、盐湖水、矿盐及多种地下卤水为原料生 产多种盐化工产品旳过程。
二.体系与系统
1.体系与系统区别 体系：指明形成体系旳物质种类数，是一种大约念。
2.基准
在相图中表达措施和基准是亲密有关旳。
溶液、溶质（干盐）、溶剂（水）或离子（阳离子、阴离 子、阴阳离子）之和为基准表达
表1-1 浓度表达措施与基准
基准
组分量旳度 量单位
组分旳构成单位
g 溶液
mol
g/100g总物质（重量百分比，%wt） mol/100mol总物质（摩尔百分比，%mol）

水盐体系相图及其应用6

水盐体系相图及其应用6
第六章 五元水盐体系相图
第一节 交互五元体系图形表示方法
第二节 交互五元体系相图的运用
第三节 简单五元体系相图
第六章 五元水盐体系相图
（1）简单五元水盐体系： 具有共同离子的四种盐和水构成的体系。如：Na+，K+，Mg++， Ca++//Cl-—H2O体系 Na+// Cl-，SO42-，HCO3-，CO3-—H2O体系 这类体系可认为由共同离子的多种无水单盐和水组成，在单盐间不存在 复分解反应。 （2）具有三个相互盐对的五元体系： 由组成三个交互盐对的六种盐和水构成的体系。 如： Na+，K+，Mg++ //Cl-，SO42-—H2O体系； Na+，NH4+// Cl-，OH-， HCO3-—H2O体系 这类体系的单盐间存在着一系列复分解反应。
++
固相 Cl2= 100 0 17.0 H2O 691 150 325 Na2Cl2+K2Cl2 Na2（NO3）2+K2（NO3）2 Na2（NO3）2+Na2SO4+Na2Cl2
SO4= 0 0 3.0
（NO3）2= 0 100 80.0
45.0 46.2 0
B3
C3 D3 E3 F3 H3 I3
Na2++
100 100 100 0 0 0 100 100 82.0 30.0
K2
0 0 0
++
SO4=
0 0 100 100 0 0 0 12.9 100 100
（NO3）2=
100 0 0 0 0 100 82.1 0 0 0
Cl2=
0 100 0 0 100 0 17.9 87.1 0 0

水盐体系相图及其应用4ppt课件

水盐体系相图及其应用4ppt课件

成分 计算结果g/100g S
KCl 36.5
MgCl2 50.盐 100
第一节 图形表示法
四、干基三角形和干基正方形
2．干基正方形（交互四元体系） (1)各盐分子式必须按等摩尔的反应
式书写。
AY(Na2SO4) D
(2)反应式同一边的两种盐必须放在 正方形的对角线上。对角线上 的两个盐称为盐对。
第一节 图形表示法
五、等温立体坐标图 1．棱锥形——正四面体
（2）几何性质：正四面体下述的五个几何性质
四面体内任一点向四面体的四个面分别引垂线hA、hB、hC、
hW。即a%+b%+c%+w%=100%。
四面体内任一点，分别作与四面体各面平行的截面，则
四个截面在棱上截出的线段长lA、lB、lC、lW之和等于棱 长L，即lA+lB+lC+lW=L。
第一节 图形表示法
四、干基三角形和干基正方形 1．干基三角形 水合物及复盐如何在三角形中表示？
要根据其化学式来求g/100g S 值。 例如：MgCl2·12H2O中，含MgCl2100，含 水为22含7.1；光卤石KCl·MgCl2·6H2O中， KCl43.92，MgCl256.08，H2O63.67。 人造光卤石标在干基三角形图上，为M点。
BB‘E1EE2B——表示B盐及其饱和溶液的两相区，B盐的结晶区；
CC‘E3EE2C——表示C盐及其饱和溶液的两相区，C盐的结晶区。
F=C-P=4-2=2
A＇
C＇ E3
A＇
E3
C＇
E1 B＇ E2
E3
E1
E2 E
A
B＇ E
E1
E2
C

2-2水盐体系相图及其应用


图2-16是由三个等温相图重叠起来而得 到的，图中温度T1＞T2＞T3。
由图2-16中可以看出，对于同一组成点 m在不同温度条件下，可能位于不同的相区 内。当温度为T1时，体系点位于不饱和的单 相区；当温度为T2时，B盐刚饱和，但尚未 析出结晶；当温度降到T3时，体系点m处于B 盐与溶液呈平衡的两相区内，B盐结晶出来。 其析出量为
固体 n( B与C混合物 )量 液相E的量

Em3 m3n
而固相中B盐与C盐量之比为
B晶体量 C晶体量

Cn nB
固体n(B与C混合物)量 液相E的量

Em3 m3n
图2-17 生成一个水合物（只有一个 共饱点）的三元体系恒温相图
当体系蒸发到m4 时，游离水蒸干，只 有B'和C两种盐存在， 再蒸发时B'盐脱水成 为B，当蒸发到m5时 B'完全脱水成为B盐。
图2-17 生成一个水合物（只有一个 共饱点）的三元体系恒温相图
图中的b'点代表B'在水中的溶解
度，c'点代表C盐的溶解度，E点代
表B'和C两种盐的共饱和点，曲线
b'E代表B'盐的溶解度曲线，c'E代表
C盐的溶解度曲线。面积Ab'Ec'代表
不饱和区，B'Eb'代表B'盐的结晶区，
CEc'代表C盐结晶区，CEB'代表B'
三、简单三元水盐体系多温立体相图 四、简单三元体系相变过程的分析 1．直角等腰三角形相图中等温蒸发过程 在无机肥料和无机盐的实际生产过程中，常需 要从饱和了一种盐的三元体系中蒸发掉一部分水， 从而使该种盐更多地沉淀出来。这样的工艺问题是 比较容易解决的，只要对体系进行恒温蒸发即可。 下面用直角等腰三角形表示的恒温相图进行分析。

第一章概论第一节ppt课件

几何要素表示的，有些规则是用数学形式表达的。数学研究的 是数与形，其明显特点就是抽象。在相图学习中，还会涉及立 体图形及其投影问题，因此要求读者具有立体几何知识，以及 一定的制图学知识，以便于理解立体相图与各种平面相图之间 的投影关系。 ③ 相图的基本理论不多，但每个具体体系的相图都不同，其中各 个系统的相变规律更是千差万别，只有多看、多练、多分析才 能熟练地应用相图，并创造性地应用相图。
｛ 例如：除杂
不溶性杂质 可溶性杂质
七、凝聚体系
在研究无机盐、金属氧化物以及金属类物 质构成的体系时，总是忽略它们的气相，不考 虑它们压力的微小变化，而只注意固相和液相 之间的平衡及变化关系。像这样的体系称为凝 聚体系。
水盐体系属于凝聚体系！ 相率表达式：f = C - P + 1
第二节 相图的基本概念
(2) 在给定条件下反应 N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) 达到平衡。系统中 有几个独立的平衡化学反应式，就有几个物种数不独立，R 即为几。 N =3、R =1、R‘ =0, C = N- (R+R') = 2
(3) 在(2)条件下限制进料比［N2］∶［H2］=1∶3，如果同一相中 两种物质的数量保持一定的比例，就构成一个浓度限制条件。有几个 独立浓度限制条件，就可以减少几个描述系统的相的组成的物种数。 N =3、R =1、R‘ =1, C = 3-1-1 = 1。
成若干简单的基本类型相图。 ➢ 应用相图
能描述系统的温度、压力发生变化时，系统的相数、聚集态，系统的总组成及相 组成的变化；会用过程向量法对相图中的系统点进行等温蒸发全过程的分析；会应 用杠杆规则、未析出约分法、物料衡算法在相图上进行工艺过程分析和物料衡算。
第三节 相 律

第一章 水盐相图ppt课件


5精2品课0件
20
（3）摩尔百分组成：
NaCl
5 0.0856 (摩尔) 58.4
KCl
20 0.268 (摩尔)
74.6
H 2O
100 5.56(摩尔) 18.0
0 .080 5 .266 5 .8 5 6 5 .9(摩 1 )尔
NaCl
0.0856100% 1.45% 5.91
KCl
0.268100% 4.54%
广义：除包括水和盐外，还包含了水与酸或碱组成的体 系，另外还包含有水和碱性物及酸性物所构成的体系。
Example：P2O5—CaO—H2O体系(l磷酸二氢钙)、NH3—CO2—H2O（碳酸氢铵） 体系
精品课件
14
一、水盐体系的研究对象
➢ 适用范围： 水盐体系相图适用于酸碱、化肥、无机盐生产，
尤其较早地应用于以海水、盐湖水、矿盐及各种地下卤 水为原料生产各种盐化工产品的过程。
mol/100molH2O mol阴离子/100mol阴离子之和（离子浓度） mol阳离子/100mol阳离子之和（离子浓度）
mol离子/100mol若干离子之和（J‘值）和20克KCl溶解在100克水中，请用重 量百分组成、干基重量组成、摩尔百分组成表示。
10 0 40 克 水
20
(NH4)2HPO4
KNO3
NH4HCO3 Na2SO4
K2SO4
Na2SO4 10 H2O
0
20
40
60
80 100
t℃
一些盐在水中的溶解度曲线
精品课件
29
]
四、盐类溶解的相互影响
A
B B
E3
b
E1
E2

水盐体系相图及其应用6ppt课件


第一节 交互五元体系图形表示方法
三、简化干基图
（一）简化干基图坐标
97.5
I2 100
0
3.7
96.3
Cl2=
0 100
0 0 100 0 17.9 87.1 0 0 96.4 32.5 0 0
H2O
333 853 907 2347 833 367 331 798 755 1615 844 341 363 325
Na2（NO3）2 Na2Cl2 Na2SO4 K2SO4 K2Cl2
0
0 0 7.8 11.3
26.9
31.0
H2O
691 150 325
339 149
234 678 634 792 149
174 330 147 170
231
310
固相
Na2Cl2+K2Cl2 Na2（NO3）2+K2（NO3）2 Na2（NO3）2+Na2SO4+Na2Cl2
K2（NO3）2+K2SO4+K2Cl2 Na2（NO3）2+K2（NO3）2+Na2Cl2
K2SO4
Q
K2Cl2
R
MgCl2
M1
10 Na2SO4
70
P 30
图6-1 等温干基坐标系
Na2Cl2
第一节 交互五元体系图形表示方法
二、等温立体干基图
（一）正三角柱等温干基坐标系
第二、各个盐的位置是按复分解反应关
系（而不是任意）安排的，这样，
正三角柱的各几何要素恰恰与干 30
基组成情况一一对应：
MgSO4
（1）六个顶点，安排了六个单盐，表 60
示六个二元水盐体系。
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A M1
b
50%
M
a
W
M2
（H2O） 30%
B
图3-2 直角等腰三角形坐标
二、三元水盐体系组成表示法
3.其他坐标（以局部物质为基准）
（1）以水为基准 （2）以干盐为基准
B
gB/100gH2O
b
50 2
40 4
30 b‘
W
gH2O/100
gS
500
400 a 300
20 1
a 3
10
M
200 2
100
b% D
G a%
M E
AD=FM=LM=BE=FL= c％ A
这样，可在△ABC任一边上 同时读出系统M(M点)的组成。
B
F
L
C%
图3-1 正三角形坐标
二、三元水盐体系组成表示法
2.直角等腰三角形（以溶液为基准）
这种坐标的读数方 法和正三角形法相同。 由于直角等腰三角形有 斜边，其刻度和直角边 上不同，因此，读数时 可只读直角边上的刻度。 这种坐标可以直接在直 角坐标纸上标绘，十分 方便，而且对于近水点 处的图形适当地放大。 系统M（M点）含B30%， 含A为50%，水则自然为 20%。
P=3，C=3，F=C-P=0 B＇B点盐—的B溶-H解2O度二；元体系中 A＇A点盐—的A溶-H解2度O二；元体系中 P=2，C=2，F=C-P=2-2=0
KCl B
NaCl+KCl+LE
4
KCl+L
3
2 B＇6 5
E
L
4
3 2
1
NaCl+LE
A＇ 1
NaCl A
W
图3-10 NaCl－KCl－H2O体系20℃相图
水盐体系相图及其应用优秀课 件
一、分类和相律特征
组分数为3的体系是三元体系。
1.由共同离子的两种盐和水构成的体系——三元水盐体系。
如：AM-BM-H2O共同阴离子，或AX-AY-H2O共同阳离子 2. 一种盐和两种非电介质组成的溶液。如：NaNO3－CH3OH－H2O 3.一种酸性氧化物和一种碱性氧化物和水构成的水盐体系
改变W角
将AB拉向∞
A＇
E
B＇
A＇ E B＇
A＇
E
A＇ E
A
B
A
B
W
B＇
B
W
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
B＇ B
图3-4 各种坐标的关系
三、空间立体图
Ｂ＇
1.三棱柱坐标系立体图
在平面组成坐标 （ｔ；＇）Ｈ Ｍ＇ 的基础上，再把温
Ｅ２
度坐标加上去，就 （ｔｅ＇）Ｋ
Ｅ３ Ｗ＇
Ｅ１
组成了三棱柱空间
Ｅ
坐标系，如图3-5所
B
Ｈ（ｔ＂）
W
10
20a＇30 40 （a）
50
60
A
gA/100gH2O
A 20
W
1
b 3 N4
40 60 80
B
gB/100gS （b）
图3-3 两种坐标
二、三元水盐体系组成表示法
几种常用坐标之间的转换关系可用图3-4表 示。在实际应用上，是通过组成的换算，将有 关图形点标在不同坐标图上的。
W
W
W
A
A
将W打开
第二节 简单三元水盐体系相图
表3-1 NaCl－KCl－H2O体系20℃溶解度
序号
液相组成
平衡固相
符号
%（wt）
g/100g H2O
g/100gS
NaCl
KCl
NaCl
KCl
NaCl
H2O
1
26.4
0
35.9
0
100
279
NaCl
A＇
2
23.7
5.0
33.2
7.0
82.6
248
NaCl
3
20.7
10.4
第二节 简单三元水盐体系相图
一．简单三元水盐体系等温图 1．等温图的标绘
（5）划分相区
①共饱溶液点与平衡的两个固相点分别连直线作为相 区划分线，通常每个共饱点能够而且必须引出二条 相区划分线，这种连线是主要的相区划分线。
②任意二个固相点的连线均可作为相区划分线。 ③依上述二条原则作出的相区划分线不得相互穿过。
示。
Ａ＇ Ｆ（ｔ３） Ｄ（ｔｅ） Ａ
Ｗ 图3-5 三元立体图
三、空间立体图
2.直角坐标系的立体图
图3-8是简单类型三 元水盐体系直角坐标立
体图的横向放置。纯盐 A、B在无限远处，故 相应的A＇、B＇、E3 B＇ 也在无限远处。图中两 个较大的曲面表示A盐、 B盐的饱和溶液，较小 的W＇E1E2W＇面是冰 t 的饱和溶液面、E为低 共熔点。
B(g/100gH2O)
40
30
20
10
E2
E 10 20 30 40
W＇
E1
E3
A(g/100gH2O)
A＇ 图3-8 直角坐标立体图
第二节 简单三元水盐体系相图
一．简单三元水盐体系等温图
1．等温图的标绘 （1）数据分析 主要分析出现的固相是单盐、水合物、复盐、水合复盐或固体溶液，并查取
或计算出它们的组成。 （2）确定坐标系 用正三角形或直角等腰三角形坐标系。在坐标图上标出各组分及各固相的位
30.2
15.2
66.6
222
NaCl+
E
KCl
4
15.0
13.85
21.1
19.5
52.0
247
KCl
5
5.0
21.3
6.8
28.9
19.0
280
KCl
6
0
25.55
0
34.3
0
291
KCl
B＇
第二节 简单三元水盐体系相图
2．点线面的意义 （1）点： E点是NaCl、KCl与两个固
相平衡的饱和溶液，两 盐共饱点。
置，并将复盐的组成点与表示水的W点用点划线相连，这条线叫“复盐 射线”，它是判断复盐性质的重要依据。 （3）标点 按序号将液相组成点逐一标于图中，同时编号，以免混乱。 （4）连接溶解度曲线 连线原则：具有一个共同平衡固相的液相点可连，如果可连的点只有两个， 则 只能连成直线，如可连的点有三个以上，则应连成圆滑的曲线。
如：
CaO P2O5 H2O
NH3 CO2 H2O 4. 固相有水合物或复盐生成的三元水盐体系称为复杂三元水盐体系。
对三元水盐体系，相律公式为
B
F=C-P+1=4-P
当P=1时，自由度最大为3。当F=0时，最大相数为4。
恒温恒压时，最大相数为3，自由度最大为2。
O
A
t
二、三元水盐体系组成表示法
设有一个三元水盐体系NaCl－KCl－H2O， 如果用a％、b％、c％分别表示NaCl、KCl、 H2O的质量百分数。则有以下关系：
a％+b％+c％=100% 在三元水盐体系中，仅有两个组分的浓 度是独立变数，另一组分浓度为非独立变数。
二、三元水盐体系组成表示法
1.正三角形（以溶液为基准）
图中M点，通过M点作DE、
FG、HL线分别平行于三角形
C
的三条边。从图中可看出以
H
下的关系： HC=EM=GM=GE=LB= a％ GC=DM=HM=HD=AF= b％
第二节 简单三元水盐体系相图
（2）线：
KCl B
P
NaCl
A
• EB＇是KCl的溶解
NaCl+KCl+LE
度曲线，它表示
4
KCl的饱和溶液。
• EA＇是NaCl 的溶 解度曲线，它表示 NaCl 的饱和溶液。