完全不互溶双液系的气一液平衡相图第19卷第1期2000年3月延安大学《自然科学版)JournalofYananUniversity(NaturalScienceEdition)V01.19NO.1March2000④完全不互溶双液系的气一液平衡相图'667f巩育军李东升延安大学花李枢茜.套716000)f=),摘要:研究了完全不互溶双液系的气一液平衡相图,碍出了完整的压力(P)组成(x)图和温度(了')组成(x)图,并对图中曲线的性质作了详细的讨论..耋献P--标Xo64254识码x目:壤.Ol掬006402,.文献标识码:A:10o4—6O(20o6)一一'压力一组力圈两种液体完全不互溶,严格说来是没有的.但是当两种液体彼此间互溶程度很小,以致可以忽略不计时,则可近似认为是完全不互溶双液系.例如汞一水,氯苯一水等体系属于这种类型.对于这种体系,现行的物理化学教材中多数只给出了温度()一压力(P)图,没有给出完整的P—x图和了'一x图,更没有较详细的讨论.再加之某些参考书绘出了容易使初学者产生误解和混淆的相图【,致使学生产生了种种矛盾和困惑,所以有必要对此类相图作一些研究和讨论.对于完全不互溶双液系,如果忽略了不活泼气体对蒸气压的影响,则每种液体的蒸气压就是它们在纯态时的蒸气压,而与另一种液体的存在与数量无关.所以在一定的温度下,这种体系的总蒸气压应当是互不相溶的两种液体在该温度下纯态时的蒸气压之和若设渡A和液8形成完全不互溶的双液系,则P一一P+P,一般来说,两种液体的挥发度不同,即Pj≠,故当气液达平衡时,若设气相为理想气体,应用道尔顿分压定律可得;Pi—P…?X—P一?n^/(n+)P一P…?x:P…?/(+n)上式中n—n和x,x为气相中.4,的物质的量和物质的量分数,两式相除可得;一P一可见在与液A和液达相平衡的气相中,两物质的物质的量之比等于其纯态的蒸气压之比这一结论隐含的另一层含义是:当液A,液B初始组成比为/n一P.i/P时,液A,渡口可以在离开三相线时同时消失变为气相若.rlA≠/,则体系可以出现只有一种液体(相当含量过剩的组分)与混合气体达相平衡的状态.显然,此时液相为单组分,气相为二组分,且相对含量过剩的组分在气相中的分压仍为其纯态时的饱和蒸气压.所以,其P～图如下:收稿日期;1999—01—2O作者简介巩育军(1956～).男.副教授第1期巩育军,李东升:完全不互溶双穰系的气一藏平衡相图l等压,/',//+r)A()十月()图f完全不互落双藏景的P图图2完全不互溶藏积藏系的—XN在图1中,COD线以上是A(1)+B(1)两相共存区,曲线EOF以下为A(g)+B(g)的单相气相区,水平线COD为三相线A(1)+B(1).~---g,F'一K一+1—2—3+1=0.所以,不论体系的总组成如何,只要体系处于三相共存,则平衡压力和三相的组成均不变,在COD线中O点为气相组成点X(0)一i,gl~/(n+)=P/(PI+P),ECO区和ODF区分别是A(1),B(1)相对过剩所产生的单组分液相和二组分气相的两相平衡区域.F一K一+1—2—2+1—1(P…或X).如前所述,在此区域内应分别满足下式:P一Pj=P…?xj(在EOC区域)'P=P一?j((在DOF区域)在上式中,,分别为与A(1)达平衡的气相和与B(1)达平衡气相A(g),B(g)的分压,在恒温下,,为常数.所以P…随着x或x的变化单调的增加或减小.显然上式为一双曲函数(y?—).所以OF,OE为双曲线.如果将P—图转化为一j(图,可得图2..图中四个区域的相平衡状态已经标出,其分析与图1类似.需要指出的是:(1)图2中的三相线COD中的气相点(O)的组成不一定与图1中0点的相同.这是因为T—x圉上三相线对应的温度不一定与Px图对应的恒定温度相同.(2)图2中的OF线,OE线和图1中的OF线,Og线的函数关系不同,当物系点处于DOF区域内(或EOC区域内)其气相中B(或A)物质的量分数与关系式可推导如下:在某温度(T)下,总有B(1)gr^4,B)的二相平衡存在.所以气相中B物质的分压应满足下式:P一P一P?X亦即=P/.等式两边同取对数lnX~,一ln一lnP…联系Clapeyron方程可得lnX$一一△H/R'I'+r—lnP一一/x,H2/RT1-可见ln弼与1/7应呈直线关系,同理lnx与L"T也应呈直线关系.显然.二组分完全不互溶双液系的T__x图与具有简单的低共熔混合物的二组分固液体系的T—x图完全相似,只要将二者联系起来,就不难对相图进行分析和应用.参考文献:[1]傅献彩,沈文霞,姚天扬.物理化学(第四版):M].北京:高等教育出版社,1991,330~332.(下转第71页)第1期延志莲等大木枣休眠枝水培芽及其离体培养芽诱导的研究71Studyo...