物理化學(xué)答案——第五章-相平衡

1、1第五章相平衡一、基本公式和內(nèi)容提要基本公式基本公式1.克勞修斯—克拉貝龍方程（克拉貝龍方程，適用于任何純物質(zhì)的兩相平衡）mmHdpdTTV???相相（克勞修斯—克拉貝龍方程，適用與其中一相為氣相，且服從2lnmHdpdTRT??相理想氣體狀態(tài)方程的兩相間平衡）2.特魯頓(Trouton)規(guī)則（Tb為該液體的正常沸點(diǎn)）1188vapmvapmbHSJmolkT????????3.相律fΦ=CnC=SRR′fΦ=C2(最普遍形式)fΦ=C

2、1(若溫度和壓力有一個(gè)固定，f稱為“條件自由度”)4.Ehrenfest方程（Cp，為各相的恒壓熱容，膨脹系數(shù)）2112()ppCCdpdTTV??????基本概念基本概念1相：體系中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全均勻的部分，用Φ表示。相的數(shù)目叫相數(shù)。2獨(dú)立組分?jǐn)?shù)C＝S－R－R′，S為物種數(shù)，R為獨(dú)立化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式數(shù)目，R′為同一相中獨(dú)立的濃度限制條件數(shù)。3自由度：指相平衡體系中相數(shù)保持不變時(shí)，所具有獨(dú)立可變的強(qiáng)度變量數(shù)，用字母f表示。單組分體

3、系相圖單組分體系相圖相圖是用幾何圖形來(lái)描述多相平衡系統(tǒng)宏觀狀態(tài)與T、p、XB（組成）的關(guān)系。單組分體系，因C＝1，故相律表達(dá)式為f＝3－Φ。顯然f最小為零，Φ最多應(yīng)為3，因相數(shù)最少為1，故自由度數(shù)最多為2。在單組分相圖中，（如圖51，水的相圖）有單相的面、兩相平衡線和三相平衡的點(diǎn)，自由度分別為f＝2、f＝1、f＝0。兩相平衡線的斜率可由克拉貝龍方程求得。3圖53(c)對(duì)Raoult定律產(chǎn)生負(fù)偏差的px、y圖上具有極小點(diǎn)即最低點(diǎn)，則在Tx

4、、y圖上（圖54）具有最高恒沸點(diǎn)，其混合物稱最高恒沸物。圖54(2)部分互溶雙液系的TX圖有四種類型（圖55）：具有最高臨界溶解溫度（a），具有最低臨界溶解溫度（b），同時(shí)具有最高最低臨界溶解溫度（c），無(wú)臨界溶解溫度（d）。（a）（b）（c）（d）圖55(3)完全不互溶雙液系的總蒸氣壓等于兩個(gè)純液體(A、B)蒸氣壓之和，P=PAPB（圖56），而它們混合液的沸點(diǎn)都比各純液體的沸點(diǎn)低，故用以分離提純有機(jī)物B，若A組分為H2O，則稱之為水