水鹽體系相圖以及其應(yīng)用

1、關(guān)于水鹽體系相圖及其應(yīng)用第一張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、分類(lèi)和相律特征組分?jǐn)?shù)為3的體系是三元體系。1.由共同離子的兩種鹽和水構(gòu)成的體系三元水鹽體系。 如：AM-BM-H2O共同陰離子，或AX-AY-H2O共同陽(yáng)離子2. 一種鹽和兩種非電介質(zhì)組成的溶液。如：NaNO3CH3OHH2O3.一種酸性氧化物和一種堿性氧化物和水構(gòu)成的水鹽體系 如： 4. 固相有水合物或復(fù)鹽生成的三元水鹽體系稱(chēng)為復(fù)雜三元水鹽體系。 對(duì)三元水鹽體系，相律公式為 F=C-P+1=4-P當(dāng)P=1時(shí)，自由度最大為3。當(dāng)F=0時(shí)，最大相數(shù)為4。恒溫恒壓時(shí)，最大相數(shù)為3，自由度最大為2。OtBA第二張，PPT共六十

2、九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、三元水鹽體系組成表示法 設(shè)有一個(gè)三元水鹽體系NaClKClH2O，如果用a、b、c分別表示NaCl、KCl、H2O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。則有以下關(guān)系： a+b+c=100% 在三元水鹽體系中，僅有兩個(gè)組分的濃度是獨(dú)立變數(shù)，另一組分濃度為非獨(dú)立變數(shù)。第三張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、三元水鹽體系組成表示法1.正三角形（以溶液為基準(zhǔn)） 圖中M點(diǎn)，通過(guò)M點(diǎn)作DE、FG、HL線分別平行于三角形的三條邊。從圖中可看出以下的關(guān)系： HC=EM=GM=GE=LB= a GC=DM=HM=HD=AF= b AD=FM=LM=BE=FL= c 這樣，可在ABC任一邊上同時(shí)讀

3、出系統(tǒng)M(M點(diǎn))的組成。AFLC%BCGEHDa%b%圖3-1 正三角形坐標(biāo)M第四張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、三元水鹽體系組成表示法2.直角等腰三角形（以溶液為基準(zhǔn)） 這種坐標(biāo)的讀數(shù)方法和正三角形法相同。由于直角等腰三角形有斜邊，其刻度和直角邊上不同，因此，讀數(shù)時(shí)可只讀直角邊上的刻度。這種坐標(biāo)可以直接在直角坐標(biāo)紙上標(biāo)繪，十分方便，而且對(duì)于近水點(diǎn)處的圖形適當(dāng)?shù)胤糯?。系統(tǒng)M（M點(diǎn)）含B30%，含A為50%，水則自然為20%。WBAMM1M2（H2O）ba50%30%圖3-2 直角等腰三角形坐標(biāo)第五張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、三元水鹽體系組成表示法3.其他坐標(biāo)（以

4、局部物質(zhì)為基準(zhǔn)）（1）以水為基準(zhǔn) （2）以干鹽為基準(zhǔn)圖3-3 兩種坐標(biāo)ABW1020304050601020304050abbaM1243（a）gA/100gH2OgB/100gH2OABW20406080100200300400500ab1243（b）gB/100gSgH2O/100gSNW第六張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、三元水鹽體系組成表示法 幾種常用坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系可用圖3-4表示。在實(shí)際應(yīng)用上，是通過(guò)組成的換算，將有關(guān)圖形點(diǎn)標(biāo)在不同坐標(biāo)圖上的。 ABAAAABBBEEEEAAABBBBWWWWW將W打開(kāi)改變W角將AB拉向圖3-4 各種坐標(biāo)的關(guān)系第七張，PPT共六十九

5、頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、空間立體圖1.三棱柱坐標(biāo)系立體圖 在平面組成坐標(biāo)的基礎(chǔ)上，再把溫度坐標(biāo)加上去，就組成了三棱柱空間坐標(biāo)系，如圖3-5所示。 B（）（）（）（；）（）圖3-5 三元立體圖第八張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、空間立體圖2.直角坐標(biāo)系的立體圖 圖3-8是簡(jiǎn)單類(lèi)型三元水鹽體系直角坐標(biāo)立體圖的橫向放置。純鹽A、B在無(wú)限遠(yuǎn)處，故相應(yīng)的A、B、E3也在無(wú)限遠(yuǎn)處。圖中兩個(gè)較大的曲面表示A鹽、B鹽的飽和溶液，較小的WE1E2W面是冰的飽和溶液面、E為低共熔點(diǎn)。A(g/100gH2O)2010304010203040圖3-8 直角坐標(biāo)立體圖WBAEE2E1E3B(g/100

6、gH2O)t第九張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 簡(jiǎn)單三元水鹽體系相圖一簡(jiǎn)單三元水鹽體系等溫圖1等溫圖的標(biāo)繪（1）數(shù)據(jù)分析主要分析出現(xiàn)的固相是單鹽、水合物、復(fù)鹽、水合復(fù)鹽或固體溶液，并查取或計(jì)算出它們的組成。（2）確定坐標(biāo)系用正三角形或直角等腰三角形坐標(biāo)系。在坐標(biāo)圖上標(biāo)出各組分及各固相的位置，并將復(fù)鹽的組成點(diǎn)與表示水的W點(diǎn)用點(diǎn)劃線相連，這條線叫“復(fù)鹽射線”，它是判斷復(fù)鹽性質(zhì)的重要依據(jù)。（3）標(biāo)點(diǎn)按序號(hào)將液相組成點(diǎn)逐一標(biāo)于圖中，同時(shí)編號(hào)，以免混亂。（4）連接溶解度曲線連線原則：具有一個(gè)共同平衡固相的液相點(diǎn)可連，如果可連的點(diǎn)只有兩個(gè)，則 只能連成直線，如可連的點(diǎn)有三個(gè)以上，則應(yīng)連成

7、圓滑的曲線。第十張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 簡(jiǎn)單三元水鹽體系相圖一簡(jiǎn)單三元水鹽體系等溫圖1等溫圖的標(biāo)繪（5）劃分相區(qū) 共飽溶液點(diǎn)與平衡的兩個(gè)固相點(diǎn)分別連直線作為相區(qū)劃分線，通常每個(gè)共飽點(diǎn)能夠而且必須引出二條相區(qū)劃分線，這種連線是主要的相區(qū)劃分線。 任意二個(gè)固相點(diǎn)的連線均可作為相區(qū)劃分線。 依上述二條原則作出的相區(qū)劃分線不得相互穿過(guò)。第十一張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 簡(jiǎn)單三元水鹽體系相圖表3-1 NaClKClH2O體系20溶解度序號(hào)液相組成平衡固相符號(hào)%（wt）g/100g H2Og/100gSNaClKClNaClKClNaClH2O126.403

8、5.90100279NaClA223.75.033.27.082.6248NaCl320.710.430.215.266.6222NaCl+ KClE415.013.8521.119.552.0247KCl55.021.36.828.919.0280KCl6025.55034.30291KClB第十二張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 簡(jiǎn)單三元水鹽體系相圖2點(diǎn)線面的意義（1）點(diǎn)：E點(diǎn)是NaCl、KCl與兩個(gè)固相平衡的飽和溶液，兩鹽共飽點(diǎn)。P=3，C=3，F(xiàn)=C-P=0B點(diǎn)B-H2O二元體系中B鹽的溶解度；A點(diǎn)A-H2O二元體系中A鹽的溶解度；P=2，C=2，F(xiàn)=C-P=2-2=0

9、BAWBA652L413KClNaClNaCl+KCl+LEKCl+LNaCl+LE1234圖3-10 NaClKClH2O體系20相圖E第十三張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 簡(jiǎn)單三元水鹽體系相圖（2）線：EB是KCl的溶解度曲線，它表示KCl的飽和溶液。EA是NaCl 的溶解度曲線，它表示NaCl 的飽和溶液。 P=2，C=3， F=C-P=3-2=1BAWBA652L413PKClNaClNaCl+KCl+LEKCl+LNaCl+LE1234圖3-10 NaClKClH2O體系20相圖E第十四張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 簡(jiǎn)單三元水鹽體系相圖（3）面：

10、BEB是B鹽與其飽和溶液共存的兩相區(qū)；AEA是A鹽與其飽和溶液共存的兩相區(qū)；P=2，C=3，F(xiàn)=C-P=3-2=1WBEA是單一液相的不飽和區(qū)；P=1，C=3，F(xiàn)=C-P=2BEA是A鹽、B鹽與它們的共飽和溶液共存的三相區(qū)。P=3，C=3，F(xiàn)=C-P=0BAWBA652L413PKClNaClNaCl+KCl+LEKCl+LNaCl+LE1234圖3-10 NaClKClH2O體系20相圖E第十五張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 簡(jiǎn)單三元水鹽體系相圖小結(jié)：（1）凡有一條溶解度曲線就有一個(gè)相應(yīng)的兩相區(qū)。溶解度曲線越長(zhǎng)，兩相區(qū)（即結(jié)晶區(qū)）越大，說(shuō)明其溶解度越小，（易結(jié)晶）；溶解度曲

11、線越短，兩相區(qū)（即結(jié)晶區(qū)）越小，說(shuō)明其溶解度越大，（難結(jié)晶）。（2）凡有一個(gè)共飽點(diǎn)（兩鹽）就有一個(gè)相應(yīng)的三相區(qū)；BAWBA652L413PKClNaClNaCl+KCl+LEKCl+LNaCl+LE1234圖3-10 NaClKClH2O體系20相圖E第十六張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 簡(jiǎn)單三元水鹽體系相圖二三棱柱坐標(biāo)系立體圖（1） 三條棱WW、AA、BB分別代表水、A鹽、B鹽三個(gè)純組分。（2）三個(gè)側(cè)面，表示三個(gè)二元體系，每個(gè)側(cè)面是一個(gè)二元體系，其中WA，WB是水鹽體系，AB是鹽鹽體系。B（）（）（）（；）（e）圖-5三元立體圖第十七張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6

12、月第二節(jié) 簡(jiǎn)單三元水鹽體系相圖二三棱柱坐標(biāo)系立體圖（3）面：三個(gè)空間曲面，分別是三個(gè)單固相的溶解度曲面，即單固相的飽和面。A鹽的飽和溶液面是AE1EE3A；B鹽的飽和面是BE2EE3B；冰的飽和面為WE1EE2W。 P=2，C=3，F(xiàn)=C-P+1=3-2+1=2溫度te時(shí)的三角形平面，如圖3-5中的tetete“它表示三個(gè)固相A鹽、B鹽、冰和它們的共飽和液共存，其共飽點(diǎn)處在此平面上，溫度比冰鹽合晶溫度（A鹽與B鹽的兩個(gè)）都低，已經(jīng)低到足以使冰和二個(gè)鹽都析出的程度，如E點(diǎn)是三元體系低共熔點(diǎn)。B（）（）（）（；）（e）圖3-5 三元立體圖第十八張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 簡(jiǎn)單

13、三元水鹽體系相圖二三棱柱坐標(biāo)系立體圖(4）線：三條空間曲線，分別為三組雙固相的共飽溶液線，其中E1E是冰加A鹽的，E2E是冰加B鹽的，E3E是A鹽加B鹽的，E1、E2、E3是二元體系中相應(yīng)的共飽點(diǎn)，在三元相圖中，共飽點(diǎn)已由二元體系的點(diǎn)擴(kuò)展成三元體系的線了。P=3，C=3，F(xiàn)=C-P+1=3-3+1=1B（）（）（）（；）（e）圖-5三元立體圖第十九張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 簡(jiǎn)單三元水鹽體系相圖（5）點(diǎn)：E點(diǎn)，是三條空間曲線的交點(diǎn)，表示三個(gè)固相（冰、A鹽、B鹽的共飽溶液，它是三元體系中新出現(xiàn)的。 P=4，C=3，F(xiàn)=C-P+1=3-4+1=0B（）（）（）（；）（e）圖-

14、5三元立體圖第二十張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 簡(jiǎn)單三元水鹽體系相圖（6）體： 三個(gè)空間曲面上方的空間體表示不飽和溶液。B（）（）（）（；）（e）圖-5三元立體圖第二十一張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（6）體三個(gè)五面體，由五個(gè)平面構(gòu)成，表示A鹽與其飽和溶液的共存的五面體如圖3-6(見(jiàn)教材42頁(yè))所示。它是有兩個(gè)平面，即At1E1A及At3E3A，一個(gè)A鹽的飽和曲面AE1EE3A，和曲面t1E1EDt1以及t3E3EDt3所組成。系統(tǒng)落入該區(qū)后，則固相點(diǎn)在AD線上，液相點(diǎn)在A鹽飽和溶液面上。依此類(lèi)推，另兩個(gè)五面體表示B鹽和冰與飽和溶液共存區(qū)。 P=2，C=3，F(xiàn)=

15、C-P+1=3-2+1=2B（）（）（）（；）（e）圖3-5三元立體圖第二十二張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（6）體三個(gè)四面體，它們均有四個(gè)面構(gòu)成，表示兩個(gè)固相和它們的共飽溶液共存的空間區(qū)（三相區(qū)）。如對(duì)A鹽、B鹽共飽和四面體見(jiàn)圖3-7，是由兩個(gè)曲面t3E3Etet3和t3E3Etet3及一個(gè)長(zhǎng)方形t3t3tete平面，一個(gè)三角形teEte共同圍成，系統(tǒng)落入該區(qū)內(nèi)時(shí)處于相應(yīng)狀態(tài)，液相點(diǎn)在共飽線E3E上，總固相點(diǎn)在長(zhǎng)方形平面上。依此類(lèi)推，還有類(lèi)似的另外兩個(gè)四面體。 P=3，C=3，F(xiàn)=C-P+1=3-3+1=1B（）（）（）（；）（e）圖-5三元立體圖第二十三張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)

16、作于2022年6月（6）體 te以下的空間，如圖3-6中底部的三棱柱，它表示全固相區(qū)。系統(tǒng)點(diǎn)落入該區(qū)，則由A鹽、B鹽和冰三個(gè)固相組成，液相完全消失。 P=3，C=3，F(xiàn)=C-P+1=3-3+1=1B（）（）（）（；）（e）圖-5三元立體圖第二十四張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（6）體B（）（）（）（；）（e）圖3-5 三元立體圖第二十五張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 簡(jiǎn)單三元水鹽體系相圖三多溫立體相圖在組成面上的投影圖簡(jiǎn)稱(chēng)投影圖其特點(diǎn)是：（1）能清楚地看出溶解度曲線隨溫度變化的規(guī)律；（2）實(shí)際使用上比多溫立體圖方便的多；圖3-7三元體系投影圖第二十六張，PPT共六

17、十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 復(fù)雜三元水鹽體系相圖一、復(fù)雜三元相圖分類(lèi) 復(fù)雜三元相圖可分為五類(lèi)：水合物型、水合物型、同成分復(fù)鹽、異成分復(fù)鹽、固體溶液。第二十七張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 復(fù)雜三元水鹽體系相圖二、水合鹽存在的二種情況1水合鹽在坐標(biāo)上的確定 三元體系中，兩種鹽都有可能與水反應(yīng)，生成一種或多種水合鹽。因水合鹽只含一種鹽和水，故它們?cè)谌亲鴺?biāo)上的位置應(yīng)在水和鹽的連線上，根據(jù)二者的質(zhì)量百分組成可確定水合鹽在坐標(biāo)上的位置。第二十八張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 復(fù)雜三元水鹽體系相圖二、水合鹽存在的二種情況2水合物型和水合物型（1）水合物型 如N

18、a+/ Cl-、SO42-H2O體系15相圖，見(jiàn)圖3-20。其特點(diǎn)是：圖中沒(méi)有相應(yīng)無(wú)水鹽的溶解度曲線，只有水合鹽的溶解度曲線。W（H2O），A（NaCl），B（Na2SO4）W（H2O）BA圖3-20 水合物型ES10ABNaClNa2SO4第二十九張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 復(fù)雜三元水鹽體系相圖二、水合鹽存在的二種情況2水合物型和水合物型(2)水合物型，如Na+/ Cl-、SO42-H2O體系25相圖，見(jiàn)圖3-21。其特點(diǎn)是：圖中有相應(yīng)無(wú)水鹽的溶解度曲線，也有水合鹽的溶解度曲線。W（H2O）A（NaCl）B（Na2SO4）ABQES10圖3-21 水合物型第三十張，PP

19、T共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 復(fù)雜三元水鹽體系相圖三、兩種復(fù)鹽1復(fù)鹽在坐標(biāo)中的確定和表示 復(fù)鹽的組成是指復(fù)鹽中各種組分的含量，可以用質(zhì)量百分組成或其他組成表示方式來(lái)表示。復(fù)鹽的組成可根據(jù)它的分子式計(jì)算。如圖3-11所示的光鹵石KClMgCl26H2O，由其中各組分的分子量占復(fù)鹽總分子量的百分比可知，含KCl占26.74%，MgCl2 34.27%，H2O38.99%。（a）MgCl2KClH2O34.2726.74CarMgSO4NaSO4H2OVan（b）42.4735.99圖3-11 復(fù)鹽在坐標(biāo)中的位置Ast第三十一張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 復(fù)雜三元水鹽

20、體系相圖三、兩種復(fù)鹽2復(fù)鹽射線 三角形中，連接H2O頂點(diǎn)與復(fù)鹽組成點(diǎn)的直線叫做“復(fù)鹽射線”。3同成分復(fù)鹽和異成分復(fù)鹽（相稱(chēng)復(fù)鹽和不相稱(chēng)復(fù)鹽） 復(fù)鹽按其加水時(shí)發(fā)生的反應(yīng)不同分為兩種。一種復(fù)鹽在加水時(shí)只溶解而不分解，即在加水過(guò)程中取液相（不管是否飽和）和未溶完的固相分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)液相中的兩鹽含量之比與固相復(fù)鹽中兩鹽含量之比全然相同，固相始終是原來(lái)的復(fù)鹽，沒(méi)有發(fā)生其他變化。這種復(fù)鹽叫穩(wěn)定復(fù)鹽或相稱(chēng)復(fù)鹽、同成分復(fù)鹽，如白鈉鎂礬。另一種復(fù)鹽加水時(shí)不但溶解，而且發(fā)生分解，一般是分析復(fù)鹽中溶解度較小的單鹽。在溶解過(guò)程中，液相中的二鹽之比與原固相中兩鹽之比大不相同，這類(lèi)復(fù)鹽稱(chēng)為不穩(wěn)定復(fù)鹽、不相稱(chēng)復(fù)鹽或異成分復(fù)鹽

21、，如光鹵石。第三十二張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 復(fù)雜三元水鹽體系相圖三、兩種復(fù)鹽3同成分復(fù)鹽和異成分復(fù)鹽（相稱(chēng)復(fù)鹽和不相稱(chēng)復(fù)鹽）（1）同成分復(fù)鹽其特點(diǎn)是：復(fù)鹽射線與復(fù)鹽自身的溶解度曲線相交。（2）異成分復(fù)鹽其特點(diǎn)是：復(fù)鹽射線與復(fù)鹽自身的溶解度曲線不相交。B（K2SO4）A（Na2SO4）W（H2O）ABEPGla1234561234圖3-23 異成分復(fù)鹽圖3-22 同成分復(fù)鹽A（Na2CO3）B（Na2SO4）W（H2O）ABE1E2FG第三十三張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 復(fù)雜三元水鹽體系相圖四、固體溶液 少數(shù)具有一個(gè)共同離子的二種鹽以固體形成了以原

22、子、離子或分子分散的均勻混合結(jié)晶體，即生成一個(gè)或幾個(gè)組成可變的固相，稱(chēng)為混合晶或固體溶液。 固體溶液的特點(diǎn)是：與液相平衡的固相，不是一個(gè)組成恒定的鹽或二個(gè)鹽的混合物，而且是一個(gè)在組成上隨平衡液相組成的不同而改變的固相，互成平衡的固液相之間必須用平衡結(jié)線聯(lián)結(jié)圖3-24 固體溶液相圖A（RbCl）B（KCl）W（H2O）ABSLL1234123456SL第三十四張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 復(fù)雜三元水鹽體系相圖五、復(fù)雜三元等溫圖的標(biāo)繪和認(rèn)識(shí)1.標(biāo)繪方法 復(fù)雜三元等溫圖大體同簡(jiǎn)單三元等溫圖，只是增加了水合物、復(fù)鹽及固體溶液，要標(biāo)出水合物、復(fù)鹽在相圖中的位置。2.復(fù)雜三元相圖點(diǎn)、線

23、、面的意義 構(gòu)成復(fù)雜三元相圖的要素除簡(jiǎn)單三元等溫圖中講過(guò)的外，又出現(xiàn)了以下新的特點(diǎn)。（1）水合物、復(fù)鹽或固體溶液的溶解度曲線。（2）出現(xiàn)相應(yīng)水合鹽、復(fù)鹽、固溶體的一固一液平衡區(qū)。有水合物、復(fù)鹽及固溶體參與的二固一液平衡區(qū)。（3）出現(xiàn)了由幾個(gè)固相點(diǎn)構(gòu)成全固相區(qū)，該相區(qū)全部由固相構(gòu)成，沒(méi)有液相。第三十五張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月表3- KCl-MgCl2-H2O體系實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表3- KCl-MgCl2-H2O體系實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)溫度t液相固相重量Mol鹽：100molH2OKClMgCl2K2Cl2MgCl22526.4043.30KCl20.35.032.812.6KCl14.910.02

24、4.025.2KCl10.515.017.038.1KCl6.720.011.051.6KCl4.125.07.066.7KCl3.426.95.973.0KCl+KClMgCl26H2O1.130.01.982.4KClMgCl26H2O0.135.00.2102.0KClMgCl26H2O0.235.00.4104.7KClMgCl26H2O+ MgCl26H2O035.60104.6MgCl26H2O10035.9067.60KCl29.85.055.214.5KCl24.010.043.928.7KCl18.815.043.342.8KCl14.320.026.357.6KCl10.6

25、25.019.573.4KCl6.431.312.595.1KCl+KClMgCl26H2O3.635.07.1107.8KClMgCl26H2O1.140.02.2128.5KClMgCl26H2O0.542.01.0138.2KClMgCl26H2O+MgCl26H2O042.20138.1MgCl26H2O第三十六張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月五、復(fù)雜三元等溫圖的標(biāo)繪和認(rèn)識(shí)例圖：KCl-MgCl2-H2O體系1）數(shù)據(jù)分析 水合物MgCl26H2O（Bis）中MgCl2：41.8%，H2O：58.2%，在圖中繪出其組成點(diǎn)M。 水合復(fù)鹽KClMgCl26H2O（Car）中KCl：

26、26.9%，MgCl2：34.3%，H2O：38.8%，同樣根據(jù)其組成繪出組成點(diǎn)D。2）確定坐標(biāo)系 在坐標(biāo)圖上標(biāo)出各組分及各固相的位置。3)標(biāo)點(diǎn)4)連接溶解度曲線5）連線原則：具有一個(gè)共同平衡固相的液相點(diǎn)可連。 bE是KCl的溶解度曲線；EE1是Car的溶解度曲線；E1 a是Bis的溶解度曲線。6）劃分相區(qū) 圖3-第三十七張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月五、復(fù)雜三元等溫圖的標(biāo)繪和認(rèn)識(shí)表3- 點(diǎn)、線、面意義點(diǎn)EB+DE1D+M線bEBEE1DE1aM面三相區(qū)BEDLB+D+B+DDE1MLD+M+D+M兩相區(qū)BbELB+BDEE1LD+DME1aLM+M圖3-例圖：KCl-MgCl2-

27、H2O體系：點(diǎn)、線、面意義第三十八張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 兩條規(guī)則在相圖中的運(yùn)用一、直線杠桿規(guī)則 有兩個(gè)不同組成的系統(tǒng)，在相圖上以P、Q點(diǎn)表示，當(dāng)這兩個(gè)系統(tǒng)混合成為一個(gè)新系統(tǒng)M時(shí)，則M必落在PQ聯(lián)線上。第一種：總?cè)芤簽榛鶞?zhǔn)， M與P、Q距離與系統(tǒng)的總量成反比；P與M所含總量之比等于MQ與PQ線段長(zhǎng)度之比。第二種：M與P、Q距離與系統(tǒng)的總水量成反比；P與M所含總水量之比等于MQ與PQ線段長(zhǎng)度之比。第三種：M與P、Q距離與系統(tǒng)的總鹽量成反比；P與M所含總鹽量之比等于MQ與PQ線段長(zhǎng)度之比。BAWPMQ（b）PMQABW（c）PMQB（d）AWWAB（a）PMQ圖3-13

28、%第三十九張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 兩條規(guī)則在相圖中的運(yùn)用二、等含量規(guī)則 在三角形中，平行于三角形一條邊的直線上所有的各點(diǎn)，均含有相等的對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)表示的組成。如圖3-14（a）所示，因DE/AB故DE線上的M1、M2、M3各點(diǎn)均含有等量的C（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）。A+CEDB-CM1 M2 M3M（a）FASRB（b）abbaPQKLCC圖3-14（a）向背規(guī)則、等含量規(guī)則 （b）定比例規(guī)則第四十張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 兩條規(guī)則在相圖中的運(yùn)用三、向背規(guī)則 從某一混合物中不斷析出某個(gè)組分時(shí)，則剩余物質(zhì)的組成的改變方向是沿著混合物組成點(diǎn)和析出組分點(diǎn)的連線，向

29、著背離析出組分的方向運(yùn)動(dòng)。 A+CEDB-CM1 M2 M3M（a）FASRB（b）abbaPQKLCC圖3-14（a）向背規(guī)則、等含量規(guī)則 （b）定比例規(guī)則第四十一張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 兩條規(guī)則在相圖中的運(yùn)用四、定比例規(guī)則 從三角形的某一頂點(diǎn)向?qū)呑魅我恢本€，則在此直線上的任一點(diǎn)上，所表示的對(duì)邊上的兩組分含量之比不變，而頂點(diǎn)組分的含量則隨著遠(yuǎn)離頂點(diǎn)而降低。 A+CEDB-CM1 M2 M3M（a）FASRB（b）abbaPQKLCC圖3-14（a）向背規(guī)則、等含量規(guī)則 （b）定比例規(guī)則D第四十二張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 兩條規(guī)則在相圖中的運(yùn)

30、用五、交叉位置規(guī)則 如圖所示，物料N、P、R、Q間存在著N+PQ+R的關(guān)系時(shí)，則N點(diǎn)和P點(diǎn)的連線與Q點(diǎn)、R點(diǎn)連線一定相交，故稱(chēng)交叉位置規(guī)則。設(shè)M為其交點(diǎn)，則其中杠桿關(guān)系也是明顯的。即N+PM，MQ+R 如果移項(xiàng)則為NQ+R-PBACQPMNR 圖3-15 交叉規(guī)則 第四十三張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 兩條規(guī)則在相圖中的運(yùn)用六、共軛位置規(guī)則 如果從M中減去N和P兩部分，得到余下部分Q，即M-N-P=Q，那么Q的圖形點(diǎn)一定處于相對(duì)N點(diǎn)、P點(diǎn)來(lái)說(shuō)是與M點(diǎn)共軛的位置，故稱(chēng)共軛位置規(guī)則。這一過(guò)程是一種多次分離過(guò)程，是由M中分離出N后，再分離出P后得到Q這部分的過(guò)程，見(jiàn)圖3-16。B

31、ACQPMN 圖3-16共軛規(guī)則第四十四張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 兩條規(guī)則在相圖中的運(yùn)用七、重心位置規(guī)則 這是一種多次混合過(guò)程，而多種過(guò)程可認(rèn)為是單一過(guò)程的連續(xù)。實(shí)質(zhì)上是杠桿法則多次應(yīng)用。圖3-17中，系統(tǒng)可分成三個(gè)部分，或由三個(gè)部分合成一個(gè)系統(tǒng)： MN+P+Q 系統(tǒng)點(diǎn)一定處在三個(gè)部分點(diǎn)組成的三角形NPQ內(nèi)，且一定是三個(gè)部分質(zhì)量合起來(lái)的力學(xué)重心位置上，故稱(chēng)重心位置規(guī)則。由圖可見(jiàn)，重心規(guī)則實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于二次應(yīng)用了杠桿規(guī)則，即 N+PR,R+QMBAC圖3-17 重心位置規(guī)則RPNMQ第四十五張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月例3-1根據(jù)上述所學(xué)規(guī)則，試判斷圖3-18

32、中下列過(guò)程是否可以實(shí)現(xiàn)？（1）D(D點(diǎn))+WA+B（2）C(C點(diǎn))-WB+E(E點(diǎn))（3）F(F點(diǎn))-BA+D+W（4）E-WB+D 注：各物料量均不為零。答：（1）不符合向背規(guī)則，不能實(shí)現(xiàn)。（2）符合重心規(guī)則，可以實(shí)現(xiàn)。（3）符合向背法則和重心規(guī)則，可以實(shí)現(xiàn)。（4）不符合重心規(guī)則，不能實(shí)現(xiàn)。圖3-18 例3-1附圖BACPWDFE第四十六張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 等溫蒸發(fā)過(guò)程分析1）蒸干：指系統(tǒng)經(jīng)蒸發(fā)失水至全部成為固相的操作。此時(shí)系統(tǒng)中已看不到液相，但水分仍可能以結(jié)晶水的形式存在于固相的水合鹽、水合復(fù)鹽或固體溶液中。2）干點(diǎn)：指蒸干時(shí)瞬間消失的液相點(diǎn)。通常作為干點(diǎn)的都

33、是液相點(diǎn)，偶爾可能在系統(tǒng)點(diǎn)上。一般說(shuō)在某點(diǎn)蒸干，即指干點(diǎn)。3）蒸發(fā)射線：連接水頂點(diǎn)W與被蒸發(fā)系統(tǒng)點(diǎn)的射線，其方向是背離水的頂點(diǎn)的。用于表示系統(tǒng)的蒸發(fā)過(guò)程。反之加水時(shí)叫稀釋線。4）結(jié)晶線：一般指在一固一液或二固一液平衡區(qū)中，連接液相點(diǎn)和其平衡固相點(diǎn)之間的連線。它表達(dá)了結(jié)晶過(guò)程中液相的變化及與之相對(duì)應(yīng)的固相的組成情況。5）操作線：一般指進(jìn)行某種化工操作時(shí)其操作過(guò)程中系統(tǒng)點(diǎn)移動(dòng)的軌跡方向和路線，一般是一條或幾條線，如升、降溫，等溫蒸發(fā)，混合配料等操作時(shí)操作所作的線段。在二至五元體系相圖的變溫過(guò)程中，又常將某液相點(diǎn)叫操作點(diǎn)。第四十七張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 等溫蒸發(fā)過(guò)程分析一、

34、各類(lèi)相圖的等溫蒸發(fā)過(guò)程1簡(jiǎn)單三元水鹽體系蒸發(fā)過(guò)程分析階段一二三過(guò)程情況濃縮階段KCl析出KCl+NaCl共析系統(tǒng)點(diǎn)MNNQQS液相點(diǎn)MNNEE（干點(diǎn)）固相點(diǎn)BBSW（H2O）BA圖3-19 簡(jiǎn)單相圖PEDSA（NaCl）B（KCl）LNMQR第四十八張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 等溫蒸發(fā)過(guò)程分析一、各類(lèi)相圖的等溫蒸發(fā)過(guò)程2復(fù)雜三元水鹽體系蒸發(fā)過(guò)程分析（1）水合物型階段一二三四過(guò)程情況濃縮階段S10析出S10+NaCl共析S10脫水Na2SO4析出系統(tǒng)點(diǎn)12233445液相點(diǎn)122EE（干點(diǎn)）固相點(diǎn)S10S10445W（H2O）BA圖3-20 水合物型123M4N5ES10D

35、FA （NaCl） B （Na2SO4）第四十九張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 等溫蒸發(fā)過(guò)程分析一、各類(lèi)相圖的等溫蒸發(fā)過(guò)程2復(fù)雜三元水鹽體系蒸發(fā)過(guò)程分析（2）水合物型階段一二三四五過(guò)程情況濃縮階段S10析出S10脫水轉(zhuǎn)溶為Na2SO4析出Na2SO4析出Na2SO4+NaCl共析系統(tǒng)點(diǎn)1223344556液相點(diǎn)122QQ（不是干點(diǎn)）QEE（干點(diǎn)）固相點(diǎn)S10S10BBB6W（H2O）A（NaCl）B（Na2SO4）ABQE234561S10圖3-21 水合物型第五十張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 等溫蒸發(fā)過(guò)程分析一、各類(lèi)相圖的等溫蒸發(fā)過(guò)程2復(fù)雜三元水鹽體系蒸

36、發(fā)過(guò)程分析（3）同成分復(fù)鹽型階段一二過(guò)程情況濃縮階段復(fù)鹽G析出系統(tǒng)點(diǎn)MFFG液相點(diǎn)MFF（干點(diǎn)）固相點(diǎn)G圖3-22 同成分復(fù)鹽A（Na2CO3）B（Na2SO4）W（H2O）ABE1E2FG第五十一張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 等溫蒸發(fā)過(guò)程分析一、各類(lèi)相圖的等溫蒸發(fā)過(guò)程2復(fù)雜三元水鹽體系蒸發(fā)過(guò)程分析（4）異成分復(fù)鹽型（系統(tǒng)點(diǎn)1的蒸發(fā)過(guò)程） B（K2SO4）A（Na2SO4）W（H2O）ABEPG1234561234圖3-23 異成分復(fù)鹽階段一二三四五過(guò)程情況濃縮階段K2SO4析出K2SO4溶解+Gla析出Gla析出Na2SO4+Gla共析系統(tǒng)點(diǎn)1223344556液相點(diǎn)12

37、2PP（不是干點(diǎn)）PEE（干點(diǎn)）固相點(diǎn)BBGGG6第五十二張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 等溫蒸發(fā)過(guò)程分析一、各類(lèi)相圖的等溫蒸發(fā)過(guò)程2復(fù)雜三元水鹽體系蒸發(fā)過(guò)程分析（5）固體溶液型階段一二過(guò)程情況濃縮階段Gla析出系統(tǒng)點(diǎn)1224液相點(diǎn)122L（干點(diǎn)）固相點(diǎn)S4圖3-24 固體溶液相圖A（RbCl）B（KCl）W（H2O）ABSLL1234123456SL第五十三張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 等溫蒸發(fā)過(guò)程分析一、各類(lèi)相圖的等溫蒸發(fā)過(guò)程2復(fù)雜三元水鹽體系蒸發(fā)過(guò)程分析（5）固體溶液型圖3-24 固體溶液相圖A（RbCl）B（KCl）W（H2O）ABSLL12341

38、23456SL階段一二過(guò)程情況濃縮階段Gla析出系統(tǒng)點(diǎn)1226液相點(diǎn)122L（干點(diǎn)）固相點(diǎn)S6第五十四張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 等溫蒸發(fā)過(guò)程分析一、各類(lèi)相圖的等溫蒸發(fā)過(guò)程2復(fù)雜三元水鹽體系蒸發(fā)過(guò)程分析（6）復(fù)雜相圖W（H2O）BA（a）PA（Na2SO4）B（MgSO4）A1M7HE1E2（b）W（H2O）BAA（NiCl2）B（NH4Cl） NiCl22 H2O2145E1E2abcde3圖3-25 復(fù)雜相圖兩例第五十五張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 等溫蒸發(fā)過(guò)程分析二、共飽點(diǎn)性質(zhì)的判斷共飽點(diǎn)名稱(chēng)相稱(chēng)共飽點(diǎn)不相稱(chēng)共飽點(diǎn)（1）不相稱(chēng)共飽點(diǎn)（2）幾何位置

39、特征在相應(yīng)三角形內(nèi)（包括三角形邊上）在相應(yīng)三角形之外在退化為直線的三角形之外在二固一液區(qū)內(nèi)蒸發(fā)時(shí)不變?nèi)绻滔嗟牧可僖合嘟M成改變變固相析出情況，是否干點(diǎn)固相都析出，是絕對(duì)干點(diǎn)發(fā)生固相轉(zhuǎn)溶，是條件干點(diǎn)水合物轉(zhuǎn)溶，絕不是干點(diǎn)例除右邊的兩情況異成分復(fù)鹽水合物型第五十六張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 等溫蒸發(fā)過(guò)程分析三、變溫過(guò)程分析MW（H2O）圖3-26 變溫蒸發(fā)過(guò)程K100B（NaNO3）A（K NO3）K75K25N25N75N100E75E25E10010020406080t（）WB（NaNO3）A（KNO3）E100E75ExE25E25ExE75E100圖3-27 同插法圖例

40、第五十七張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第六節(jié) 三元水鹽體系相圖的應(yīng)用一、鉀石鹽分離制取氯化鉀相圖分析例題：設(shè)鉀石鹽中含70%NaCl、30%KCl，試確定其分離流程及產(chǎn)率。解：原料鉀石鹽的組成點(diǎn)位于圖中K點(diǎn)L圖3-28 25和100下NaClKClH2O三元相圖（鉀石鹽分離示意圖）第五十八張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月L圖3-28 25和100下NaClKClH2O三元相圖（鉀石鹽分離示意圖）第五十九張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月例題：設(shè)鉀石鹽中含70%NaCl、30%KCl，試確定其分離流程及產(chǎn)率。（一）工藝過(guò)程分析1.溶解：先加100的熱水到一定量的原料

41、鉀石鹽中，隨著水份的加入新系統(tǒng)點(diǎn)應(yīng)沿著KA連線向A的方向移動(dòng)（連線規(guī)則）為使產(chǎn)品的產(chǎn)率最大，加水量應(yīng)控制在新系統(tǒng)組成點(diǎn)達(dá)到AK與BE100的交點(diǎn)L處。此時(shí)KCl完全溶解，NaCl溶解一部分，這是在100時(shí)KCl完全溶解得到NaCl單獨(dú)結(jié)晶量最大的極限點(diǎn)。NaCl（產(chǎn)品）、E100（母液）2.過(guò)濾：3.冷卻：將母液E100冷卻到25，此點(diǎn)對(duì)25來(lái)說(shuō)處于KCl結(jié)晶區(qū)，其對(duì)應(yīng)的液相組成點(diǎn)應(yīng)位于CE100的延長(zhǎng)線與25的溶解度曲線的交點(diǎn)的M25處。L圖3-28 25和100下NaClKClH2O三元相圖（鉀石鹽分離示意圖）NaCl（產(chǎn)品）E100（母液）第六十張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月例題：設(shè)鉀石鹽中含70%NaCl、30%KCl，試確定其分離流程及產(chǎn)率。（一）工藝過(guò)程分析4.過(guò)濾： 重復(fù)前過(guò)程按M25NE100這個(gè)三角形循環(huán)，原料鉀石鹽就能分離成NaCl（副產(chǎn)品）和KCl（產(chǎn)品）。L圖3-28 25和100下NaClKClH2O三元相圖（鉀石鹽分離示意圖）去溶解鉀石鹽KCl（產(chǎn)品）母液M25NNaCl（產(chǎn)品）E100（母液）第六十