Daily Archives: 2014/09/04

以實例說明如何繪製二成份系統的相圖(下)

以實例說明如何繪製二成份系統的相圖(下)
國立臺灣師範大學化學系兼任教師邱智宏

連結:以實例說明如何繪製二成份系統的相圖(上)

由實際的例子練習繪製二成份系統的相圖,能讓學習者對相圖有更深入的理解及認知。「以實例說明如何繪製二成份系統的相圖(上)」,已經說明在理想狀況下,如何在定溫下製作壓力-成份相圖(pressure-composition phase diagram),但是實際的使用層面,定壓下,溫度-成份相圖(temperature-composition phase diagram)的應用則更為普遍,唯其繪製過程較前者複雜,一般教科書均無詳細說明,本文將以 $$1$$ 大氣壓力,正庚烷和正己烷的系統,說明其相圖之繪製步驟及方法。

首先,我們假設正庚烷(heptane)及正己烷(hexane)液體的混合為理想溶液,即各成份所呈現的蒸氣壓合乎拉午耳定律(Raoult’s law)。

$$p_{hex}=X_{hex}p^*_{hex}$$、$$p_{hept}=X_{hept}p^*_{hept}~~~~~~~~~(1)$$

其中 $$X_{hex}$$、$$X_{hept}$$ 分別為正己烷、正庚烷在液相的莫耳分率,$$X_{hex}+X_{hept}=1$$;$$p_{hex}^*$$、$$p_{hept}^*$$、分別為正己烷、正庚烷的飽和蒸氣壓;$$p_{hex}$$、$$p_{hept}$$ 分別為二者的分壓。

以實例說明如何繪製二成份系統的相圖(上)

以實例說明如何繪製二成份系統的相圖(上)
國立臺灣師範大學化學系兼任教師邱智宏

不論是純物質的相圖或是二成份混合物的相圖(binary phase diagram),其繪製方法均是依據真實的實驗數據加以呈現。但是基於對相圖本質上的了解,及實際的應用,若能在理想狀態下,根據熱力學的公式,利用實例練習如何繪製二成份混合物的相圖,將對相圖有更深入的理解及認知。

本文試以正庚烷(heptane)及正己烷(hexane)混合物的二成份系統,在固定溫度下,示範如何在定溫下製作壓力-成份相圖(pressure-composition phase diagram),並在(下)篇中說明如何在定壓下繪製溫度-成份相圖(temperature-composition phase diagram)。