二组分系统相图的分析和应用毕业论文.doc

JIANGXI NORMAL UNIVERSITY本 科 论 文（20102014年）二组分系统相图的分析和应用Analysis and application of the two component phase diagram 姓名： 冯 蓉 梅 学号：1007032025 学院：化 学 化 工 学 院 专业：化 学 教 育指导老师：熊 丽 华 老 师2014年4月中文摘要分析和探究二组分系统相图，重点研究完全互溶双液系统，部分互溶双液系统，完全不互溶双液系统，以及简单低共熔二组分系统，形成化合物系统等相图，对这些相图进行分析，总结。从而运用到实际化工生产和生活当中，如在双液系统中寻找到蒸馏和精馏和水蒸气蒸馏的操作原理，在简单低共熔混合物的相图分析中通过步冷曲线的分析找到检查金属纯度的方法，提纯金属，制备低共熔合金，制备低共熔点的熔融电解质的方法等，在二组分盐水系统的相图探究中找到粗盐提纯的方法，和如何制备冷冻剂，等等。二组分系统相图的研究对我们的生活有重大的意义。关键词：二组分系统相图 双液系 最低共熔点 蒸馏 步冷曲线 AbstractPhase diagram analysis and probe into two component system, focuses on complete miscibility double fluid system, partial miscibility double fluid system, no miscibility double fluid system, and simple eutectic two component system, forming compound system phase diagram, the phase diagram analysis and summary. To apply to the actual chemical production and life, as in double fluid system to find the distillation and distillation and steam distillation, the operating principle of the simple eutectic phase diagram analysis through the analysis of the cooling curve of the find a way to check the purity of metal, purification of metals, preparation of eutectic alloy, the preparation of low melting point of the molten electrolyte, etc., in the two component found in brine system phase diagram into coarse salt purification method, and how the preparation of coolant, etc.Two component system phase diagram of the study is of great significance for our life.Key words：Two component phase diagrams double fluid system The minimum total melting point distillation The cooling curve 目 录中文摘要IAbstractII目 录III引 言11 二组分液-液系统相图的分析和运用11.1完全互溶的双液系统11.1.1完全互溶双液系统相图的分析11.1.2完全互溶双液系统相图的应用31.2部分互溶的双液系统51.2.1部分互溶双液系统相图的分析和应用51.3完全不互溶的双液系统51.3.1完全不互溶双液系统相图的分析51.3.2完全不互溶双液系统相图的应用62 二组分固-液系统相图的分析和运用72.1简单低共熔系统72.1.1简单低共熔系统相图的分析72.1.2简单低共熔系统相图的应用92.2有固态化合物生成的固液系统102.2.1生成稳定化合物系统的相图分析102.2.2生成不稳定化合物系统的相图分析102.2.3有固溶体生成的固液系统相图的分析112.2.4有固溶体生成的固液系统相图的应用11结 语13参考文献14致 谢16引 言用几何图形来表示多相平衡体系中有哪些相、各相的成分如何、不同的相的相对量是多少,以及它们随浓度、温度、压力等变量变化的关系图叫相图。二组分系统的相图已经得到广泛的研究和应用,主要应用在冶金、化工等部门。相图是从实践中总结出来的，但它反过来又可指导生产实践。在化工、冶金等工业领域有着广泛的用途。在普通物理化学教材中，对相图只重点介绍了看图的知识，对它的应用讨论较少，本文则着重介绍一些典型相图的分析和实际应用。1 二组分液-液系统相图的分析和运用1.1完全互溶的双液系统1.1.1完全互溶双液系统相图的分析两个组分能以任意比例互溶成均匀的一个液相，形成理想的液态混合物，这样的体系叫做完全互溶的双液体系。对于这类体系，我们所有研究的问题一般是分离，提纯，精馏等，这样在所研究的范围内就只会出现气相和液相，所以，又可以叫做二组分气液体系。根据两个组分在结构和性质上是否存在差异，又分为理想二组分和非理想二组分体系的相图。Instead of plotting complete phase diagrams, we shall usually consider only one portion of the phase diagram at a time .This section deals with the liquid-vapor part of the phase diagram of a two-component system, which is important in laboratory and industrial separations liquids by distillation.本文在这里介绍温度、压力、组成三者之间关系的推导方法,且仅局限于理想的完全互溶双液系（1）蒸气压-组成图（P-X图）当T一定时，设由组分A和B形成理想液态混合物并达到平衡。它们的摩尔分数分别为XA,，XB，由实验测得混合物的饱和蒸气压为P，以组成为横坐标，绘出P-X图如图一所示。由图可知，上边的线是理想液态混合物的总蒸气压P随液相组成XB变化的曲线，叫做液相线。对理想液态混合物中，它是一条直线，线上任意一点的组成表示与气相呈平衡的液相的组成，线上任意一点的压力表示与气相呈平衡的液相受的压力。下面的曲线是理想液态混合物的总蒸气压随气相组成YB变化的曲线，叫气相线。线上的任意一点表示与液相平衡的气相组成，线上任意一点的压力表示与液相平衡的气相的压力。根据道尔顿分压定律有P=PA+PB 式子中的PA，PB分别为A、B两种气体的分压由于溶液为理想溶液组分A与B符合拉乌尔定律，因而有PA=PA* XA, PB=PB* XB 式子中的PA* PB*代表的是在温度为T时纯组分A与B的饱和蒸气压，代入式得P=PA* XA+PB* XB=PA*+(PB*_PA*) XB这说明系统的蒸气压P与XB也是直线的关系。如右图液相线以上的面叫做液相区，用“l”来表示。当系统的压力与组成处于该页面上时，其压力大于对应的蒸气压，应全部凝结为液体，气相不可能稳定存在。气相线以下的面叫做气相区，用“g”来表示。当系统的组成与压力处于气相区时，其压力小于对应的蒸气压，则会全部气化，液相不可能存在。液相线与气相线之间的面叫做气液平衡共存区。用“l-g”表示。（2）沸点-组成图（T-X图）当P一定时，由如右图T-X图。 右图中的TA，TB分别为纯A和纯B的沸点，由图可以看出，溶液的沸点在两个纯组分的沸间之间。如图，下面一条线表示沸点随液相组成的变化。某一定组成的液态混合物加热达到线上温度就可起泡而沸腾。因而液相线有称泡点线，液相线上的点又称为泡点。上面的一条线表示混合物的沸点与气相组成的关系。又称为露点线。一定组成的气体冷却达到线上温度时即开始凝结，就像产生露水一样。属于这种类型的体系有苯一甲苯，甲醇一乙醇，正庚烷一正已烷，三城甲烷一四抓甲烷，异丙醇-环己烷当挥发性的两个组分对拉乌尔定律发生一定偏差，它们的混合物就形成非理想液体混合物。由于蒸气压与液相组成间不呈现性关系，因此P-X图中的液相线不是直线。根据偏差的性质和程度的不同，一般可分为三种类型。各组分对拉乌尔定律的偏差不大（正偏差或负偏差）这类相图可以看出蒸气压线会偏离直线，沸点线则显著下移。属于这类体系的有四氯化碳-苯，三氯甲烷-乙醚等。各组分对拉乌尔定律出现较大正偏差，混合物的总蒸气压曲线上出现最高点。属于这类体系的有水-乙醇，苯-环己烷等。相应的其相图变成如下：各组分对拉乌尔定律出现较大负偏差，混合物的总蒸气压曲线上出现最低点，属于这类体系的有水-盐酸，水-硝酸等。其相图如下：由上图可知，在最大正偏差的系统中，在沸点组成图中出现一个最低点，其相应的温度叫最低恒沸点。在最低恒沸点处，气相线与液相线相切，两相的组成相等。这是个恒沸组成状态。而在有最大负偏差的系统中，出现一个最高点，其相应温度叫最高恒沸点。这两类相图都可看作是两个第一类相图的合并。1.1.2完全互溶双液系统相图的应用互溶的双液系相图的运用之一就是计算共存两相分别的量。在将杠杆规则应用于三相线上时，要求掌握刚刚要达到三相线和刚刚离开了三相线这两种极端情况，这两种情况均只有两相平衡。要计算两相数量之比时，就要以系统总组成点为支点，两个相点为力点，应用两相平衡的杠杆规则。在三相共存的情况下，只有知道一个相的数量之后，再按照组成居两端的两个相按照一定比例生成组成居中间的第三相，或者相反。这一比例是以中间的相点为支点，两端两个相点为力点运用杠杆规则杠杆规则表示两相平衡共存时，两相物质的量与两相点到系统点的距离成反比。相点离系统点距离越短，对应物质的量越大。这类相图的应用常用来指导分离，提纯，精馏等。（1）蒸馏原理tt t1 t2x1 xB2 y1 y2BaX1babatt蒸馏是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段，如萃取相比，它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂，从而保证不会引入新的杂质。A蒸馏与精馏是分离液体混合物的重要方法，在实验室和实际生产中广泛应用。例如右图：将组成为x1的混合物置于蒸馏瓶中，在恒压下进行简单的蒸馏，如右图：在温页度t开始沸腾，将沸腾时形成的蒸气由冷凝管冷却收集。当混合物沸点有t上升到t时，液面上蒸气的组成由a变为b，由冷凝管冷凝，馏出的第一滴组成近似为a，最后一滴近似为b,因此馏出液的组成为a到b间的平均值，但在蒸馏瓶中剩余液组成是b。在蒸馏过程中，随着易挥发组分较多的蒸出，混合物的沸点不断升高，馏出液的组成液随气相线变化。用简单蒸馏的方法可以收集不同沸程范围若干馏分，或除去原混合物中不挥发性组分。x1 xB2 y1 y2BX1babttcctAt（2）精馏原理（分馏）BBB在工业生产和实验中，常常根据相平衡原理对混合物进行多次蒸馏，以期达到分离提纯的目的，这叫分馏或精馏。精馏其实就是多次简单蒸馏的组合。但蒸馏不能将二组分作有效的分离，而精馏却可以，如右图将组成为X的混合物，在恒压下加热，温度达到t时，此时系统平衡共存的两相是：液相，组成为b，气相组成为b。显然b大于X大于b，即气相中这种物质的摩尔分数大于原液中的摩尔分数，液相中的摩尔分数则小于原液中的摩尔分数。将气相和液相分开，并且使气相冷却到t，此时平衡共存的气相组成为a，显然a大于b。重复进行气液分离和气相的冷凝，最后的到的气相组成可接近B。另一方面，将组成为b的液相加热至温度t，此时平衡共存的液相组成为c，显然，c小于b，重复进行气液相分离和液相的部分挥发，最后的液相组成可接近纯A，实际精馏过程是在精馏塔或精馏柱中完成的。最终的结果是塔顶得到低沸点的气态物质，塔底得打高沸点的液态物质。最终达到完全分离二组分的目的。1.2部分互溶的双液系统1.2.1部分互溶双液系统相图的分析和应用当两种液体性质上有较大的差别时，在一定压力和温度下会发生部分互溶现象。即一种液体在另一种液体中有一定溶解度。如右图是具有最高会溶温度的类型。例水-苯胺的溶解度图。在低温下二者部分互溶，分为两层，左半支是水中饱和了苯胺，右半支是苯胺中饱和了水，如果温度升高，则苯胺在水中的溶解度，水在苯胺中的溶解度都沿着MSN线上升，两层的组成逐渐接近，最后汇集到S点。在S点以上的温度，水和苯胺以任意比例混合。S点对应的温度称为会溶温度。会溶温度的高低反应了一对液相间相互溶解能力的强弱。会溶温度越低，两液体间的互溶性越好。因此可以利用会溶温度来选择优良的萃取剂。1.3完全不互溶的双液系统1.3.1完全不互溶双液系统相图的分析部分互溶的一个极端情况就是两个纯组分完全不互溶，这时将一液体加到另一液体中去，每一液体的行为与其他液体不存在时一样。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-水、氯苯-水等体系属于这种类型。当两种不互溶的液体A和B共存时各组分的蒸气压与单独存在时一样。所以含两种液体系统的液面上的总压力等于两纯组分蒸气压之和，即P=PA* +PB*。在这种系统中，只要两种液体共存，不管其相对数量如何，系统的总蒸气压恒高于任一纯组分的蒸气压，而沸点恒低于任一纯组分的沸点。例如水和氯苯不互溶，在P的压力下，水的沸点为373.15K，氯苯的沸点为403.15K，而两者共存时的沸点为364.15K。其P-X图如右图，也就是说，当水蒸气通入氯苯，加热到364K时就开始沸腾，此时，氯苯和水同时馏出。含完全不互溶的二液相系统的沸点既低于氯苯的沸点，也低于水的沸点。由于水和氯苯两者互不相溶，所以很容易从馏分中将它们分开。1.3.2完全不互溶双液系统相图的应用工业上和实验室中常利用完全不互溶体系的上述性质对某些有机物质进行蒸馏提纯。由于有些有机物质在一般温度下的蒸气压很小，在常压下蒸馏时必须达到较高的温度才能沸腾。这就使得热稳定性较差的有机物质在沸腾前发生分解，因此不能采用常压下蒸馏的方法进行提纯。必须采取降低蒸馏温度的方法。如减压蒸馏，和水蒸气蒸馏。水蒸气蒸馏法是指将水蒸气以气泡的形式通入加热到不足373K的有机物液体中，形成完全不互溶的二组分体系，借助水蒸气的帮助，该体系将在低于373K的温度下沸腾。此时，水和有机物同时蒸出，由于二者不互溶，经过冷凝静置后分离出有机层。水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性的，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。此类成分的沸点多在100以上，与水不相混溶或仅微溶，并在100左右有一定的蒸气压。当与水在一起加热时，其蒸气压和水的蒸气压总和为一个大气压时，液体就开始沸腾，水蒸气将挥发性物质一并带出。例如中草药中的挥发油，某些小分子生物碱一麻黄碱、萧碱、槟榔碱，以及某些小分子的酚性物质。牡丹酚（paeonol）等，都可应用本法提取。有些挥发性成分在水中的溶解度稍大些，常将蒸馏液重新蒸馏，在最先蒸馏出的部分，分出挥发油层，或在蒸馏液水层经盐析法并用低沸点溶剂将成分提取出来。例如玫瑰油、原白头翁素（protoanemonin）等的制备多采用此法。水蒸气蒸馏法需要将原料加热,不适用于化学性质不稳定组分的提取。2 二组分固-液系统相图的分析和运用2.1简单低共熔系统2.1.1简单低共熔系统相图的分析二组分固液体系主要包括盐水体系，合金体系以及两种有机物构成的体系。对于这类体系，蒸气压比较小，如果外压固定为100kpa，蒸气相就不存在了。这种只有固，液相而没有气相的体系，通常称为凝聚体系。（1）水-盐体系的溶解度法。用溶解度法绘制水盐体系的相图，就是测定一系列固液两相平衡共存的温度以及对应的液相浓度数据，将这些数据标在温度组成坐标上所得的曲线图。水盐体系的相图又叫溶解度图。将盐溶于水时，会使水的凝固点降低，即在温度降到0度以下的某个温度时，才能析出固体冰来。当盐在水中的溶解度比较大时，则在溶液冷却的过程中析出的固体不是冰而是盐，这是的溶液称为盐的饱和溶液，盐在100克水中溶解的质量称为溶解度。如右图是水-硫酸铵温度-组成图，图中M点是纯水的凝固点，ME线是冰和溶液的两相平衡线，也称为水的冰点下降曲线。当原溶液组成在E的左边时，冷却时首先析出的是冰。EN线硫酸铵的溶解度曲线，将组成在E点右边的溶液冷却时首先析出的是硫酸铵固体。从ME线与EN线的斜率可以看出，水的冰点随硫酸铵的浓度增大而下降。硫酸铵的溶解度随温度的升高而增大。E点是ME和EN的交点，在该点三相平衡共存，这三相是：固态冰，固态硫酸铵以及溶液。E点的温度代表溶液所能存在的最低温度，也是冰和硫酸铵能够共同熔化的温度，所以E点称为“最低共熔点”，在该点析出的固体称为“最低共熔混合物”。低共熔点，即相图上的一点。它给出了在指定压力下成低共熔平衡的物系其液相的组成和温度的数值，这就是说，低共熔点的压力是给定的，在给定的压力下，液相和全部低共熔固体成平衡（2）简单低共熔混合物相图的热分析方法热分析法测定物质的组成及性能是物理化学试验的一个重要教学内容，其原理是：当将系统缓慢而均匀的冷却或加热时，如果系统不发生相的变化，则温度将随着时间而均匀的或线性的慢慢改变，当系统内有相的变化时，由于相变是伴随着吸热或放热现象，所以，温度-时间图上就会出现转折点或水平线段（前者表示温度随时间的变化率发生了变化，后者表示在水平线段内，温度不随着时间而变化）。研究对象主要是Pb-Bi，Bi-Cd合金体系。Pb不但熔点高而且Pb、Cd均有毒性，对学生和老师的圣体健康有害，不适合作为化学教学实验，所以近年来二组分合金体系相图的研究对象向低熔点、无毒化金属发展。尝试以Sn-Bi合金为研究对象进行实验设计与探索研究，取得了一定的实验探索成果按一定比例配成一两组分体系，将体系加热到熔点以上成为液态，然后使其逐渐冷却，每隔一定时间记录一次温度，以体系的温度对时间的关系曲线称为冷却曲线或步冷曲线。金属的熔点-组成图可根据不同组成的合金的冷却曲线求得。当熔融体系在均匀冷却过程中无相的变化时，其温度将连续均匀下降，得到一条平滑的冷却曲线，如果在冷却过程中发生相变，则因放出相变热，使热损失有所抵偿，冷却曲线就会出现转折或水平线段，转折点或平台所对应的温度，即为该组成合金的相变温度。用自动记录仪连续记录体系逐渐冷却的温度，记录纸上所得的曲线就是冷却曲线以温度为纵坐标，组成为横坐标，将不同组成液态混合物冷却曲线上的转折点和水平线段的温度画在图上，得到一系列的点。把相应于固体开始析出的点连接起来，得到两条曲线，如图T1E和T2E，把相应于溶液消失的点连起来，可得到一条水平线，如下列相图。这些冷却曲线可绘制出合金相图，根据合金相图就可以得到二组分合金体系的最低共熔点。二组分合金体系的最低共熔点即两组分混合物在一定压力下的最低固相析出温度。上述即为步冷曲线及Bi-Cd相图。其中，a线是纯Bi的步冷情况，b线是含Cd,Bi的质量分数分别为0.2和0.8的二元系统的步冷曲线。E点是三相共存，因为它比纯Cd,纯Bi的熔点都低，所以称为低共熔点。在该点析出的混合物称为低共熔混合物。而用有机化合物萘、偶氮苯代替金属铅、铋，用热分析法绘制二组分凝聚体系相图,仪器设备简单,操作方便,同样能达到二组分金属相图的实验要求2.1.2简单低共熔系统相图的应用（1）盐水系统的二组分相图一般用于冷却结晶法分离提纯盐类物质，从百分之三十的硫酸铵水溶液中用结晶法提纯硫酸铵晶体。有相图可知，单凭降温时得不到纯的硫酸铵晶体的，因为降温时首先析出的固体是冰。若继续降温达到低共熔点是，冰又与硫酸铵以低共熔混合物的形式同时析出，仍然得不到纯的硫酸铵晶体。但若先将百分之三十的盐溶液等温蒸发，使浓度超过百分之三十八点四，然后再降温，便可得到纯的硫酸铵晶体。（2）利用熔点变化检测金属的纯度。测定样品的熔点来大致判断其纯度是常用的方法。熔点偏低往往含杂质多。测得样品的熔点如果与标准式样相同，为了进一步证实二者是同一物质可将样品与标样混合后在测熔点，若熔点不变则为同一物质，否则熔点会大大下降。这种鉴别方法叫混合熔点法。(3)降低冶炼温度提高生产效率在炼铁过程中加入助熔剂CaO(Tf=2843K)的目的，是因为它能与铁矿中的其它氧化物形成低共溶混合物，熔点显著降低，使熔炼过程能在较低的温度(1573一1673K)下进行。（4）制备低熔点合金例如含Pb70%、Sn30%的pb-Sn合金，熔点为473K，可作焊锡，含Sb17-18%的Pb一Sb合金，熔点为560570K，硬度大，强度高，耐磨性能好，可作轴承材料。（5）在制药上可用于改良剂型增进药效一般在冷却曲线的转折点至水平线段之间的温度下降区，析出的固体颗粒大，而且不均匀，而在低共熔点析出的低共熔混合物则是细小，均匀的微晶。微晶的分散程度高，比表面积大，溶解度也较大块晶体的大。例如难溶于水的药物服用后不易吸收，药效慢，若将其与尿素或其他能溶于水并且无毒的化合物共熔，用快速冷却方法制成低共熔混合物，因尿素在胃液中能很快溶解，剩下高度分散的药物，其溶解度和溶解速率都比大颗粒要高，有利于药物吸收。（6）在化工生产和科学实验中经常使用到冷冻剂，其中有一类冷冻剂是由水和盐所组成的，其依据其依据就是低共点水盐体系的相图。按照最低共熔点的组成来配给水(冰)和盐的量，就可以获得较低的冷冻温度。每一种水盐体系冷冻剂冷却的温度都有一个最低的限度(最低共熔点)，因此我们可以根据各种水盐体系相图的最低共熔点，来选择所需要的冷冻剂。2.2有固态化合物生成的固液系统2.2.1生成稳定化合物系统的相图分析两个组分A、B之间生成化合物C的系统的相图，因加热后化合物是否稳定而有所不同。稳定化合物加热至其熔点后并不分解，因而液相组成与固相组成相同。稳定化合物C与生成它的两组分A、B之间可按两个二组分系统(A-C系统和C-B系统)相图来对待。因此，生成稳定化合物的二组分凝聚系统相图较易于掌握.这一类的二组分系统有CuCl-FeCl3，Au-Fe(1:2)，CuCl2-KCl(1:1)，酚-苯酚（1:1）等，其相图如下：若生成的化合物C不稳定，在将其加热到某一定温度时将分解成另一固相及一溶液，此溶液的组成与化合物的不同。这一温度称为化合物的分解温度，亦称为转熔点。其相图如右：若组分A和组分B形成稳定的化合物，化合物熔化时的液相组成和固相组成相图，则化合物有自己的熔点，该熔点称为“相合熔点”该图可表示为甲酸A和甲酰胺B以一定物质的量比形成一种稳定化合物C的相图，“稳定”是指该化合物直到熔点D都是稳定的。这类体系的相图，可以看做是由两个简单低共熔体系的相图合并而成的。左半支可看做是有A和化合物C组成的二组分体系的相图，右半支可看做是化合物C和B二组分相图。左半支和右半支分别有一低共熔点。2.2.2生成不稳定化合物系统的相图分析有些体系，两个组分生成的化合物是不稳定的，当加热化合物时，没有达到熔点前它就分解而产生一个新的固相和组成与原化合物不同的溶液。这样的反应又称为转熔反应，如右图：若固体A和固体B能形成不稳定化合物C，在T时发生转熔反应，建立固体C，固体A和液态混合物的三相平衡，若固体C加热到T温度时，将分解为A和液态了l，反之，当固体A和液态l冷却到T温度时，则会有固体C生成。此时三相平衡共存。2.2.3有固溶体生成的固液系统相图的分析两种固体物质混合，加热融化后，冷却凝固，在凝固时，如果一种物质能均匀的分布到另一种物质中，就形成了固态溶液，简称固溶体。据两组分在固相中互溶程度的不同，可分为“完全互溶”和“部分互溶”两种情况。（1） 固相完全互溶系统的相图有的系统中的两个组分不仅能在液态是完全互溶，而且在固态时也能完全互溶，通常是由于两组分的分子，原子或离子大小接近，在晶格中能够彼此取代而成。这类系统的相图与前述完全互溶的双液系统的气-液平衡相图有相似的形式。（2）固相部分互溶系统的相图两固体部分互溶相图与液态部分互溶气-液平衡相图很相似。如右图：图中已标明各区域所代表的相。其中有一最低共熔点，只是此点是两种固态混合物同时析出。属于这一类相图的体系有KNO3-NaNO3，AgCl-CuCl,Ag-Cu,Pb-Sb等。（3）系统有一转溶温度系统相边界的精确测定，特别是复杂的金属系统相边界的测定较为困难，并要考虑其测定误差。热分析技术是测定金属固-液系统相图的一种有效方法。铂-银二组元金属系统就是较复杂的金属系统的一个典型例子。不仅二组分在固相部分互溶 ,而且在相图中还出现“转熔点”。如右图：2.2.4有固溶体生成的固液系统相图的应用（1）区域熔炼法制备高纯度的金属由于科学技术的高度发展，要求制备高纯度的金属，例如半导体材料锗和硅，要求纯度高达8个9以上（即0.99999999以上）这样高的纯度，用一般的化学方法是很难得到的。区域熔炼为制备高纯度物质提供了一个有效的方法。例：区域熔炼法制备高纯度的铝，其原理是：利用杂质元素在液态金属铝和固态金属铝中分配差异来分离杂质，属于加热熔析熔炼法，可以获得高纯度的金属铝。采用区域熔炼法来进行熔炼，首先要把待精炼的铝做成棒状或开口环状等长径比很大的细长形状，其精炼提纯的最主要特征是“熔区”在不断移动，杂质随着“熔区”的移动，将根据其K值（大于1或者小于1）分别富集于固相素的去除，该方法仍然无能为力，对于这部分杂质可以采用预先化学处理除去，然后再做成条状或棒状进行区域熔炼。区域熔炼法的熔炼技术主要用于获得超高纯铝，可以将铝的纯度提高到99.9999以上。但其生产的产能低，由于采用该工艺进行生产所获得的铝晶粒很大，不适宜直接加工使用，必须在高纯石墨坩埚内，在带保护性的气氛下进行重熔后，再铸锭备用。由于对原铝的提纯度高达99.9999以上，所以对用于做超大规模集成电路的导线是非常必要和有用的，否则由于杂质的存在将引起计算机在工作过程中频繁出现差错。结 语二组分系统的相图有多种，在双液系中有：完全互溶的双液系，部分互溶的双液系，和不互溶的双液系。而在固液系统中，介绍了简单的低共熔混合物，有化合物生成的系统，完全互溶的固溶体，和部分互溶的固溶体等。通过对这些系统相图的分析，我们在实际生产过程中，可以应用到化工生产当中。例如，利用液相沸点组成图可以指导分馏操作，从而达到分离提纯液体的目的。利用生成低共熔混合物的相图可以根据最低共熔点的组成来配制制冷剂。等等二组分相图的应用还不只如此，我们要学的还有很多很多。参考文献1陈京才，许文静,理想的完全互溶双液系T、P、X关系的推导.实验室研究与探索,2002年(01)2黄善仪.相图的应用，湖北师范学院学报（自然科学版），1991年（02）3赵晓洋.冯云晓.异丙醇-环己烷双液系标准曲线的拟合研究,高师理科学刊,2010年(03)4王正烈.物理化学教学提要 第十一讲 相图.化学高等教育，1966年（01）5葛华才二组分典型系统相图的演变规律及其应用华南理工大学化学与化工学院化学系大学化学 , University Chemistry, 2009年（04）6吴新民,刘磊,物理化学中杠杆规则的记忆与应用,北京石油化工学院科教文汇,2008年(14)7印永嘉,李大珍.物理化学简明教程(第三版)M.北京:高等教育出版社,1987,269.8涂敏端,费德君,刘永新,王建华,辛烷-水二元部分互溶体系的相平衡川联合大学化工系,化学工业与工程,2002年(03)9巩育军.李东升.完全不互溶双液系的气-液平衡相图,延安大学学报（自然科学版）,2000年(01)10汤宏伟,朱志红,常照荣,陈中军低共熔混合锂盐相图的绘制及应用,河南师范大学化学与环境科学学院,物理大学学报,2007年(08)11曹红燕.Sn-Bi合金体系相图的探索研究.实验技术与管理,2005年（07）12戎红仁,杨光,顾浩,二元合金冷却曲线的分段点及过冷修正,常州大学石油化工学院,常州大学学报（自然科学版）,2011年(01)13汤宏伟，朱志红，常照荣，陈中军；低共熔混合锂盐相图的绘制及应用物理化学学报Acta Physico-Chimica Sinica, 河南师范大学化学与环境科学学院 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