三元盐水体系的连线规则和杠杆规则过P、R和Q点分别作横轴的平行线和垂线，则有：相似三角形对应边的比例关系得：根据和比定理可知：第30页，共43页，星期日，2025年，2月5日各种化工过程在相图上的表示蒸发射线（蒸发向量）：从水点出发经过原始体系点m0的射线。蒸发水量越多，体系点离m0就越远。NaCl的结晶射线（结晶向量）：从NaCl固相点A出发经过m2的射线Am2。等温蒸发和结晶过程第31页，共43页，星期日，2025年，2月5日第1页，共43页，星期日，2025年，2月5日3.1盐水体系相图及其应用引言在化学矿物综合利用、化学肥料和无机盐的工业生产中，制定新的工艺流程、生产工艺及改善和强化生产操作时，会遇到盐类在水中的溶解度问题；在海洋化学化工、三废处理及盐矿地质等生产和研究领域中，也涉及盐类在水中的溶解度问题。针对这类问题，就需要使用盐水体系相图这一工具第2页，共43页，星期日，2025年，2月5日引言某种盐类之所以能从几种盐的混合溶液中以纯态析出，是由于它们的溶解度各不相同，而且随温度的变化也有区别。相图（phasediagram）是多相体系在平衡时各相组成与温度或压力的关系图。相图的应用：1.工业生产中就是利用盐类溶解度的变化规律，通过对其相图的分析来分离纯盐；制备盐类的水合盐；由单盐合成各种复盐，或将复盐分解为单盐。2.指导生产流程的安排，如何选择生产工艺，制备合格产品应该蒸发多少水量或者添加多少水量第3页，共43页，星期日，2025年，2月5日1.相律相变是自然界普遍存在的一种突变现象，也是物理化学中充满难题和机遇的领域之一。相变现象丰富多彩，如大海里的万顷碧波，初秋早晨湖面上的袅袅轻烟和高山上的缕缕薄雾，夏天黄昏时万里云空中的朵朵彩云及冬日雪后琳琅满目的雪花和冰晶便是水的各种相态。由此可见自然界中相变的千姿百态之一斑。相变也是充满意外发现的领域，如超导（1911年）、超流都是科学史上与相变有关的重大发现。第4页，共43页，星期日，2025年，2月5日1.相律(1)相（phase）体系内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。体系中相的总数称为相数，用?表示。气体不论有多少种气体混合，只有一个气相。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（固体溶液除外，它是单相）。第5页，共43页，星期日，2025年，2月5日1.相律(2)独立组分数（numberofindependentcomponent）在平衡体系所处的条件下，能够确保各相组成所需的最少独立物种数（或是能随心所欲地改变其数量的物质数目）称为独立组分数。它的数值等于体系中所有物种数N减去体系中独立的化学平衡数s，再减去各物种间的浓度限制条件r。定义：C=N-(s+r)第6页，共43页，星期日，2025年，2月5日1.相律独立组分数计算实例：在Na2CO3-H2O体系中，计有Na2CO3、Na2CO3.H2O、Na2CO3.7H2O、Na2CO3.10H2O及H2O等5种物质，存在三个化学反应：Na2CO3+H2O=Na2CO3.H2ONa2CO3+7H2O=Na2CO3.7H2ONa2CO3+10H2O=Na2CO3.10H2O解：N=5;s=3;r=0故：C=5-(3+0)=2对盐水体系，更为简单的方法来确定其体系的独立组分数，即体系中各种盐的不同离子数（注意：不考虑它们的进一步电离和水解生成的离子数）为体系的独立组分数。第7页，共43页，星期日，2025年，2月5日1.相律（3）自由度（degreesoffreedom）确定平衡体系的状态所必须的独立强度变量的数目称为自由度，用字母f表示。这些强度变量通常是压力、温度和浓度等。如果已指定某个强度变量，除该变量以外的其它强度变量数称为条件自由度，用表示。例如：指定了压力， 指定了压力和温度，在盐水体系中，自由度为温度和盐类的浓度第8页，共43页，星期日，2025年，2月5日1.相律相律是Gibbs用热力学远离推导出来的，其数学表达式为：F=C-P+n……..（1）式中：F:体系的自由度；