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水盐体系相图及其应用4


W
AY
AX BX
BY
第一节 图形表示法
三、组分间的关系
交互四元体系中的两种盐之间会发生交互反应:
AX BY AY BX
交互反应有两个特点: (1)四个盐中只有三个是独立的;
(2)复分解反应是按等摩尔原则进行的。
第一节 图形表示法
四、干基三角形和干基正方形
1.干基三角形(简单四元体系)
第一节 图形表示法
五、等温立体坐标图 1.棱锥形——正四面体
(2)几何性质:正四面体下述的五个几何性质
四面体内任一点向四面体的四个面分别引垂线hA、hB、hC、 hW。即a%+b%+c%+w%=100%。 四面体内任一点,分别作与四面体各面平行的截面,则 四个截面在棱上截出的线段长lA、lB、lC、lW之和等于棱 长L,即lA+lB+lC+lW=L。
(3)点的确定 确定系统点在坐标上的位置时,可根据正四面体性质(1)用等高法, 或根据性质(2)用截面法。但最方便的是使用向量和法,如图4-4 中的三个首尾相接的箭头所示。
第一节 图形表示法
五、等温立体坐标图 2.正四棱锥 (1)组分与几何关系
交互四元体系可用正八面体的一半 表示。锥顶表示水,底面正方形底 四个顶点为AX、BY、AY、BX四种盐。 按干基正方形规定的位置摆放,四 条棱线表示四个二元水盐体系,四 条边线表示四个盐盐二元体系,四 个正三角形表示四个三元水盐体系, 底面正方形表示三元交互盐盐体系, 正四棱锥内部的点才代表真正的四 元水盐体系的点。
MC
K 2 SO4
K 2 SO4
MgSO4
MgSO4
H 2O
H 2O
100 174.3 50 120.4 50 18.02 300 201.4 100
第一节 图形表示法
五、等温立体坐标图
H2O
B A C
H2O
B
A
C A B (a) (C) C
H2O
(b) 图 简单四元相互系统的图形表示法 (a)正四面体表示法;(b)正四面无底锥体表示法;(c)三棱柱体表有与此面相对 顶点组分的百分含量恒定。 过两组分形成的棱所作的平面上,含另外二组分比 例恒定。 过四面体的任一顶点所引射线上的点,含另外三组 分的比例恒定。如图中WD射线上的各点所含A、B、 C三组分的比例不变。
第一节 图形表示法
五、等温立体坐标图 1.棱锥形——正四面体
A A'
E3 W
C'
E1
B'
E2 E C
E3E——表示A、C盐的两盐共饱曲线;
F=C-P=4-3=1
B
第一节 图形表示法
六、等温立体图的解剖 1.简单四元体系立体图的解剖图 3)空间点——三固相共饱溶液 由三条空间曲线交汇而得的 空间点,表示对三个固相共 饱的溶液,简单四元体系中 有一个。 E点——表示A、B、C盐的三盐共饱 点。 F=C-P=4-4=0
第一节 图形表示法
五、等温立体坐标图 3.棱柱形坐标 正三棱柱表示简单四元体系,可用干基百分组成。正四棱柱 表示交互四元体系,组成必须用J值表示。
第一节 图形表示法
六、等温立体图的解剖
1.简单四元体系立体图的解剖图 1)空间曲面——单固相饱和溶液面 空间曲面都表示一个盐的饱和溶 液面,称为该盐的溶解度曲面。一 般都是凸面。 A'E1EE3——表示A盐的溶解度曲面;
第一节 图形表示法
四、干基三角形和干基正方形
3.耶涅克指数 (1)复盐、水合盐的J值求取 [例4-1]求白钠镁矾Na2SO4· 4· 2O的J值, MgSO 4H 并标于干基正方形上。 解:可用复盐中各物质的摩尔数(n)之比来求, 即
M 20 [X+]Cl2220 AX(Na2Cl2) A 40 60 B 80 BX(MgCl2) [A-]Na22+ AY(Na2SO4) D [Y-]SO42G 80 60 [B+]Mg2+ 40 BY(MgSO4) C
5
0
第一节 图形表示法
三、组分间的关系
1.简单四元体系中包含了 三个二元水盐体系:A-W、 B-W 、C-W;三个盐盐体 系:C-B、A-B、A-C。包 含了四个三元体系,其中 三个水盐体系:A-B-W、 A A-C-W、B-C-W;一个盐盐 三元体系A-B-C。
W
C
B
第一节 图形表示法
三、组分间的关系 2.交互四元体系中包含 了八个二元体系,其中 四个水盐体系:AX-W、 BY-W、AY-W、BX-W;四 个盐盐体系:AX-BX、 AX-AY、BX-BY、AY-BY。 包含五个三元体系,其 中四个水盐体系:AXBX-W、AX-AY-W、BX-BYW、AY-BY-W,一个盐盐 体系:AX-BY或BX-AY。
由于简单四元体系干盐间彼此 独立,三种盐各成为一个组分, 因此可采取三角形来表达,将 舍去水后的三个盐A、B、C置于 三角形的三个顶点上,这个三 角形叫做干基三角形,它是以 三个干盐之和为100作基准的, 常用的是100克干盐,用g/100g S表示,
第一节 图形表示法
四、干基三角形和干基正方形 1.干基三角形 水合物及复盐如何在三角形中表示? 要根据其化学式来求g/100g S 值。 例如:MgCl2· 2O中,含MgCl2100,含 12H 水为227.1;光卤石KCl· 2· 2O中, MgCl 6H 含 KCl43.92,MgCl256.08,H2O63.67。 人造光卤石标在干基三角形图上,为M点。
成 分 KCl 36.5 MgCl2 50.2 NaCl 13.3 H2O 65.0 总干盐 100
计算结果g/100g S
第一节 图形表示法
四、干基三角形和干基正方形
2.干基正方形(交互四元体系) AY(Na SO ) D (1)各盐分子式必须按等摩尔的反应 式书写。 (2)反应式同一边的两种盐必须放在 正方形的对角线上。对角线上 [A ]Na 的两个盐称为盐对。 从离子角度看干基正方形,可 发现正方形的四条边实质上代 表了交互四元体系中正负离子 A 的含量多少,可分别用横坐标、 AX(Na Cl 20 ) 纵坐标表示。干基正方形是用 来标绘交互四元体系的,系统 点的标绘必须采用耶涅克指数。
第一节 图形表示法
五、等温立体坐标图 2.正四棱锥 (3)点的确定 系统点的标绘也可以采用向 量加合法。由于同一系统点 可以用二组(每组三个盐) 不同的独立盐及水表示,故 同一系统可以处在正四棱锥 分成的两组三棱锥中的一个 三棱锥内,但在四棱锥内是 同一个点,反之亦然,见图 4-5。也可以采用截面法。
nNa 2SO 4 : nMgSO4 : nH 2O 1 : 1 : 4
其中总干盐为1+1=2mol,故组成白钠镁矾各盐及水的J值 显然为
4-2干基正方形
Na2SO450,MgSO450,H2O200
标于图4-2中的G点。
第一节 图形表示法
四、干基三角形和干基正方形
3.耶涅克指数 (2)某一组成点的J值求取 [例4-2]求含Na2Cl249.34,MgSO430.58,MgCl25.09,H2O 14.99
B'E1EE2——表示B盐的溶解度曲面; C'E2EE3——表示C盐的溶解度曲面。 F=C-P=4-2=2
B W
A'
E3
C'
E1
B'
E2 E
A
C
第一节 图形表示法
六、等温立体图的解剖
1.简单四元体系立体图的解剖图 2)空间曲线——双固相共饱溶液
两个空间曲面相交曲线,表示 对两个固相共饱的溶液,简单四元 体系中有三条。 E1E——表示A、B盐的两盐共饱曲线; E2E——表示B、C盐的两盐共饱曲线;
(皆为质量百分数)的混合物的各盐及水的J值。
解: 将有关计算列出如下:
组分 100g总物质的克数 组分的分子量 100g系统中的摩尔数 Na2Cl2 49.34 116.9 0.422 MgSO4 30.58 120.4 0.254 MgCl2 5.09 95.21 0.053 H2O 14.99 18.02 0.832 0.729 总干盐
四、干基三角形和干基正方形
3.耶涅克指数
(4)MC值的求取
MC主要用于计算固相的质量。 某固相的克数=该固相的MC· 该固相离子摩尔数 MC值可以由该固相各组成部分的J值求出,它等于组成该固相各 组成部分的分子量乘以各自的J值后求和再除以100而得。 [例4-3]求复盐K2SO4 · MgSO4 · 2O的换算系数MC值。 6H 解: M J M J M J
W A' A' E3 C'
E3 B'
C' A'
第一节 图形表示法
五、等温立体坐标图
H2O
AX
AY
BY
H2O
AY
AX
(a)
BY
BX
(b)
AY
H2O
AX
(C)
BY
BX
图 交互四元相互系统的图形表示法 (a)正四面锥体表示法;(b)正四面无底锥体表示法;(c)四棱柱体表示法
第一节 图形表示法
五、等温立体坐标图 1.棱锥形——正四面体 (1)组分与几何关系 正四面体WABC可以用来表示简单四 元体系(见图4-3),W表示水,A、 B、C表示三种盐,六条棱表示简 单四元体系包含的六个二元体系, 其中三个水盐的,三个盐盐的, 正四面体的三个侧面表示三个水 盐体系,底面三角形表示一个盐 盐三元体系。
2
2 4
总正离子量=总负离子量=0.422+0.307=0.475+0.254=0.729
则各离子的耶涅克指数为 J Na 57 .9 J 65 .2 , J SO 34 .8 。 Cl 为图4-2中的M点。
2 2
2 2
,J Mg
2 2
42 .1
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