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本章部分图片与图稿重复,为工厂排版方便,遂删除电子稿正文得图片,特此说明
一、本章基本要求
1、掌握相、组分数和自由度得意义。
2、了解相律得推导过程及其在相图中得应用。
３、了解克劳修斯-克拉珀龙方程式得推导,掌握其在单组分两相平衡系统中得应用。
4、掌握各种相图中点、线及面得意义。
5、根据相图能够画出步冷曲线,或由一系列步冷曲线绘制相图。
６、掌握杠杆规则在相图中得应用。
７、结合二组分气液平衡相图,了解蒸馏与精馏得原理。
8、对三组分系统,了解水盐系统得应用,相图在萃取过程中得应用及分配定律得应用。
二、基本公式和内容提要
(一)基本公式
相律得普遍形式:
克拉珀龙方程:
克劳修斯-克拉珀龙方程得各种形式:
微分式:
与温度无关或温度变化范围较小可视为常数,
定积分:
不定积分式:
特鲁顿规则：
杠杆规则:以系统点为支点,与之对应得两个相点为作用点,有如下关系:
其中n１、n2分别表示平衡两相得摩尔数,ｘ、x1、x２分别表示系统得组成及其对应得平衡两相得组成。
(二）内容提要
１、单组分系统单组分系统相律得一般表达式为：f＝1－Φ+２=3-Φ
可见单组分系统最多只能有三相平衡共存,并且最多有两个独立变量,一般可选择温度和压力。
水得相图为单组分系统中得最简单相图之一。图５-1中三条曲线将平面划分成固、液及气相三个区。单相区内f=2。ＡB、AD和ＡＥ分别表示气液、气固和固液两相平衡线。两相共存时f＝1。虚线AC表示应该结冰而未结冰得过冷水与水蒸气平衡共存。Ａ点为三相点，这时ｆ=0,水以气、液、固三相共存。水得三相点与水得冰点不同,冰点与压力有关。
图５－１水得
图５－１水得相图
对于有气相参与得纯物质气液两相或气固两相平衡,可用克劳修斯-克拉珀龙方程描述。
特鲁顿规则就就是近似计算气化热或沸点得经验式。
２、二组分双液系统对于二组分系统,f=2－Φ+２=４－Φ。Φ＝１时f=3，即系统最多有三个独立变量，这三个变量通常选择温度、压力和组成。若保持三者中得一个变量恒定,可得到p~x图、T～x图和p~T图。在这三类相图中，系统最多有3个相同时共存。
(1)二组分完全互溶系统得气液平衡:这类系统得相图如图5－２。
图中实线为液相线,虚线为气相线,气相线与液相线之间为气液二相共存区。靠近气相线一侧为气相区，靠近液相线一侧为液相区。其中Ⅰ为理想液态混合物系统;Ⅱ、Ⅲ分别为一般正、负偏差系统;Ⅳ、Ⅴ分别就就是最大正、负偏差系统。Ⅰ~Ⅲ类系统中易挥发组分在气相中得组成大于其在液相中得组成,一般精馏可同时得到两个纯组分。Ⅳ、Ⅴ类相图中极值点处得气相组成与液相组成相同，该系统进行一般精馏时可得到一个纯组分和恒沸混合物。二组分系统得两相平衡状态对应一个区域,用杠杆规则可以计算两相平衡共存区平衡二相得相对数量。
图5-2完全互溶系统得
图5-2完全互溶系统得气液
(２)部分互溶得二组分系统:因两种液体结构上有显著得差别，会出现一种液体在另一种液体中只有有限得溶解度,超过一定范围便要分成两个液层,即“部分互溶”，相图见图5-3。Ｃ点对应得温度称为“临界溶解温度”。温度超过C点,正丁醇与水两组分能以任何比例互溶。还存在另外两类溶解度图,分别见图５-4和图５-5，前者具有下临界溶解温度,后者同时具有上、下临界溶解温度。
图5－3水－正丁醇得溶解图图5-4水-三乙基胺得溶解度图图５-5水-烟碱得溶解度图
(3)完全不互溶得双液系统:如果两种液体结构相差很大,彼此间得溶解度可以忽略不计,这样得系统可以看作完全不互溶得双液系统。在这类系统中任意液体在某一温度下得蒸气压与该液体同温度下单独存在时得蒸气压相同，与两种液体存在得量无关。总蒸气压，因此完全不互溶液体混合物得沸点低于任意纯组分得沸点,这就就是水蒸气蒸馏得基础。
３、二组分固液系统
(１)简单低共熔系统：常用热分析法或溶解度法绘制这类相图。利用“冷却曲线”绘制得邻硝基氯苯(A)与对硝基氯苯(B)得固液相图见图5－6。aE和ｂE线分别表示邻硝基氯苯与对硝基氯苯固体与熔化物平衡时液相组成与温度得关系曲线,也称为熔点降低曲线。E点为最低共熔点,对应该温度得水平直线为三相平衡线(两端点除外),共存得三相为固体邻硝基氯苯和对硝基氯苯及Ｅ点对应得溶液，aE、bE及三相线将图形分成４个部分,各区域得相态分别注在图上。
图5-6邻硝基氯苯、对硝基氯苯二元系统得
图5-6邻硝基氯苯、对硝基氯苯二元系统得冷却曲线（a)和熔点组成图(ｂ）
低共熔系统相图与药学密切相关,如利用冷却结晶过程分离提纯化合物；利用熔点变化检查药物或中间体纯度;指导药物配伍及防冻制剂得制备;改良与修饰剂型;与气