第六章相平衡与相图第四讲
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学前指导将学习到的知识点:知识点094.具有一个低温分解、高温稳定二元化合物的三元系统相图6.4.3.6 具有一个低温稳定、高温分解的二元化合物的三元系统相图●化合物S的组成点在AB边上,化合物在T R温度以下才能稳定存在,温度高于T R,则分解为A、B两种晶相。
●由于其分解温度低于A、B两组元的低共熔温度,因而不可能从A、B二元的液相线A′e3′和B′e3′直接析出 S晶体,即S晶体的初晶区不会与AB边相接触。
E和R,但只能划分出与P和E对应的两个副三角形。
●P点在对应的△ASC外的交叉位置,是双升点。
E点在对应的△BSC内的重心位置,是低共熔●R点周围的三个初晶区是(A)、(S)、(B),对应的三种晶相的组成点A、S、B在一条直线上,不能形成一个副三角形。
在R点上进行的过程是化合物的形成或分解过程,即: A+B<-> S(A m B n)。
●这种无变量点称为过渡点。
从R点周围三条界线上的温降方向看,类似于双降点,所以R点●在过渡点上由于F=0。
系统的温度不变,液相组成在R点上不变,实际上液相量也不变,这个情况和前面介绍的各种无变量点有所不同。
●M点在副三角形SBC内,对应的无变量点E,最终析晶产物为晶相B、S、C●M的初晶区在A内,冷却先析出A,P=2,F=2,液相组成沿着AM背向线变化,固相组成在A,●液相组成到达界线Re3上的a后析出A和B,P=3,F=1,液相组成沿着界线aR变化,固相组成离开A沿着AB变化。
●液相组成到R点,固相组成在D点, A+B->S,P=4,F=0,系统不能继续降温,直到A消失。
●液相组成才沿RE界线变化,不断析出B、S。
P=3,F=1,固相离开D,向G变化,固相组成为B、S●最后在E点,液相中同时析出B、S、C,固相组成由G离开AB边进入三角形内部,当固相组成与M重合,液相消耗完毕,析晶结束。
液相刚到R点时,固相组成在D点,这时的固相由A、B两种晶相组成。
第六章相平衡§6-1 相律1.基本概念(1)相和相数相:系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分称为相,系统中相数目为相数。
相数用“P”表示。
相的确定:气体:无论有多少种物质都为一相液体:根据相互的溶解性可为一相、二相、三相固体:由固体的种类及晶型决定(固熔体除外)(2)自由度和自由度数自由度:能够维系系统原有相数,而可以独立改变的变量叫自由度,这种变量的数目叫做自由度数,用“F”表示。
说明:a)在一定范围内,任意改变F不会使相数改变。
b)自由度数和系统内的物种数和相数有关。
2.相律物种数:系统中所含独立物质的数目,用“S”表示。
依据:自由度数=总变量数-非独立变量数=总变量数-方程式数相律表达式:F = C – P + 2式中C = S –R- R’称组分数R 独立反应的方程式数R’独立限制条件3.几点说明(1) 每一相中均含有S种物质的假设,不论是否符合实际,都不影响相律的形式。
(2) 相律中的2表示整体温度、压强都相同。
(3) F = C – P + 2是通常的形式。
(4) 凝聚相系统的相律是F = C – P + 1§6.2单组分系统相图相图:表示相平衡系统的组成与温度、压力之间的图形。
单组分系统一相:P=1 则F=1-1+2=2(T,P)双变量系统二相:P=2 则F=1-2+2=1(T或P)单变量系统三相:P=3 则F=1-3+2=0 无变量系统1.水的相平衡实验数据由数据可得:(1)水与水蒸气平衡,蒸气压随温度的升高而增大;(2)冰与水蒸气平衡,蒸气压随温度的升高而增大;(3)冰与水平衡,压力增大,冰的熔点降低;(4)在0.01℃和610Pa下,冰、水和水蒸气共存,三相平衡。
2. 水的相图单相区:液态水,水蒸气,冰双相线:OA —液固共存线,冰的熔点曲线OB —气固共存线,冰的饱和蒸气压曲线OC —气液共存线,水的饱和蒸气压曲线三相点:冰、水和水蒸气共存相图的说明(1) 冰在熔化过程中体积缩小,故水的相图中熔点曲线的斜率为负,但大多数物质熔点曲线的斜率为正。