水盐体系相图及其应用6ppt课件.ppt

第六章 五元水盐体系相图,第一节 交互五元体系图形表示方法第二节 交互五元体系相图的运用第三节 简单五元体系相图,第六章 五元水盐体系相图,（1）简单五元水盐体系：具有共同离子的四种盐和水构成的体系。如：Na+，K+，Mg+，Ca+/Cl-H2O体系 Na+/Cl-，SO42-，HCO3-，CO3-H2O体系这类体系可认为由共同离子的多种无水单盐和水组成，在单盐间不存在复分解反应。（2）具有三个相互盐对的五元体系：由组成三个交互盐对的六种盐和水构成的体系。如：Na+，K+，Mg+/Cl-，SO42-H2O体系；Na+，NH4+/Cl-，OH-，HCO3-H2O体系这类体系的单盐间存在着一系列复分解反应。,第六章 五元水盐体系相图,对五元水盐体系来说，其组分数C=5。F=C-P+1 五元水盐体系而言，相数最少为1，那么 F=5-1+1=5 说明要完整描述五元体系，必须有五个参变量，即温度及四个组分的浓度。如果将温度、水分因素略去，自由度仍然有三个，图形仍然要占据三度空间。也就是说，五元体系的等温干基图已是立体图。,第六章 五元水盐体系相图,第一节 交互五元体系图形表示方法以Na+，K+，Mg+/Cl-，SO42-H2O体系为例一、组分间关系的分析（1）五种离子以其中一正一负相组合，能形成六种无水单盐，即Na2Cl2、Na2SO4、K2Cl2、K2SO4、MgCl2、MgSO4。（2）在六种单盐间存在着三个复分解交互反应，六种盐中，只有四种是独立的。如以Na+，K+，Mg+/Cl-，SO42-H2O体系为例即 6-1 6-2 6-3,第六章 五元水盐体系相图,第一节 交互五元体系图形表示方法一、组分间关系的分析（3）由于交互反应是等当量进行的，故组成盐的正、负离子间也是等当量的。（Na2+Mg+K2+）的摩尔数=（Cl2=+SO4=）的摩尔数包括六个二元体系，由六种单盐分别与水组成，即Na2Cl2H2O、Na2SO4H2O、K2Cl2H2O、K2SO4H2O、MgCl2H2O、MgSO4H2O体系。包括九个三元体系，即Na2Cl2Na2SO4H2O、K2Cl2K2SO4H2O、MgCl2MgSO4H2O、Na2Cl2K2Cl2H2O、Na2Cl2MgCl2H2O、K2Cl2MgCl2H2O、Na2SO4K2SO4H2O、Na2SO4MgSO4H2O、K2SO4MgSO4H2O体系。包括两个简单四元体系，即Na2Cl2K2Cl2MgCl2H2O、Na2SO4K2SO4MgSO4H2O体系。包括三个交互四元体系，即Na+、K+|Cl-、SO4=H2O、Na+、Mg+|Cl-、SO4=H2O、K+、Mg+|Cl-、SO4=H2O体系。,第六章 五元水盐体系相图,第一、坐标系是按等当量的关系建立的，为此，图中单价盐的分子式是加倍的写法（当然，将两价盐的分子式取半也是可以的）。另外，还规定了坐标系中总盐量为100摩尔或者说，正离子、负离子都是100摩尔。,第一节 交互五元体系图形表示方法二、等温立体干基图（一）正三角柱等温干基坐标系,二、等温立体干基图（一）正三角柱等温干基坐标系第二、各个盐的位置是按复分解反应关系（而不是任意）安排的，这样，正三角柱的各几何要素恰恰与干基组成情况一一对应：（1）六个顶点，安排了六个单盐，表示六个二元水盐体系。,第一节 交互五元体系图形表示方法,二、等温立体干基图（一）正三角柱等温干基坐标系第二、各个盐的位置是按复分解反应关系（而不是任意）安排的，这样，正三角柱的各几何要素恰恰与干基组成情况一一对应：（2）九条棱线，表示了九个三元水盐体系，例如图中右下边的棱线是Na2Cl2-Na2SO4-H2O体系。,第一节 交互五元体系图形表示方法,二、等温立体干基图（一）正三角柱等温干基坐标系第二、各个盐的位置是按复分解反应关系（而不是任意）安排的，这样，正三角柱的各几何要素恰恰与干基组成情况一一对应：（3）两个三角形底面，表示了两个简单四元水盐体系，前面的是Na2SO4-K2SO4-MgSO4-H2O体系，后面的是Na2Cl2-K2Cl2-MgCl2-H2O体系。,M1,图6-1 等温干基坐标系,MgCl2,K2SO4,K2Cl2,Na2SO4,Na2Cl2,70 P 30,Q,R,30,60,10,MgSO4,第一节 交互五元体系图形表示方法,二、等温立体干基图（一）正三角柱等温干基坐标系第二、各个盐的位置是按复分解反应关系（而不是任意）安排的，这样，正三角柱的各几何要素恰恰与干基组成情况一一对应：（4）三个正方形侧面，表示了三个交互四元水盐体系，每个正方形都代表一个复分解反应，例如下面的正方形代表的是Na+，Mg+/Cl-、SO4=-H2O体系。,第一节 交互五元体系图形表示方法,二、等温立体干基图（一）正三角柱等温干基坐标系第三、一个正三角柱可以分成三个四面体，如图6-2所示。每个四面体的四个顶点为四种单盐。在四元体系中已经述及，四面体可以代表四个组分，四面体内任意一点都可以表示为由这四个组分组成的系统。这种关系恰恰说明了在交互五元体系中作为独立的盐只有四种。,第一节 交互五元体系图形表示方法,二、等温立体干基图（二）等温立体干基图剖析 2 线：（2）三盐共饱线：（三个单固相饱和溶液几何体的交线，表示三种固相平衡的溶液，共十条）F=5-4=1RO1是AM、CM、BM三盐共饱线；SO2是BN、AN、CN三盐共饱线；PO1是AM、BM、AN三盐共饱线；VO3是BM、BN、CM三盐共饱线。O3W是BM、BN、AN三盐共饱线；UO2是BN、CN、CM三盐共饱线；QO1是QM、CM、AN三盐共饱线；ZO2是AN、CM、CN三盐共饱线；O3O2是BN、AN、CM三盐共饱线；O1O3是BM、CM、AN三盐共饱线。,第一节 交互五元体系图形表示方法,（二）等温立体干基图剖析 4.体：（六个两相区）F=5-2=3 AMHRGQLP是AM盐的结晶区；BMHRJWKVP是BM盐结晶区；CMGQZMUWJR是CM盐结晶区；CNDUMZES是CN盐结晶区；BNDUWKVFS是BN盐结晶区；ANLQZESFVP是AN盐结晶区。,二、等温立体干基图,第一节 交互五元体系图形表示方法,（二）等温立体干基图剖析 4.体：（六个两相区）F=5-2=3 AMHRGQLP是AM盐的结晶区；BMHRJWKVP是BM盐结晶区；CMGQZMUWJR是CM盐结晶区；CNDUMZZES是CN盐结晶区；BNDUWKVFS是BN盐结晶区；ANLQZESFVP是AN盐结晶区。,第一节 交互五元体系图形表示方法,（三）75时Na+、K+/Cl-、SO4=、NO3-H2O的五元水盐体系,三、简化干基图（一）简化干基图坐标 在等温立体图中舍去了温度和水这两个因素（三维），再在干基中舍去某种盐了（二维）。六种单盐中舍掉哪一种？根据系统的情况以及研究对象的特点来决定。海水及卤水中含的盐以Na2Cl2最多，蒸发时首先对Na2Cl2饱和，并且此后卤水始终是对Na2Cl2饱和的，研究苦卤的综合利用以及一些盐矿的形成时，处于特殊的地位。因此，可以先把Na2Cl2舍去，而后再单独考虑它。,第一节 交互五元体系图形表示方法,三、简化干基图（一）简化干基图坐标 舍去了Na2Cl2，五种离子剩下了K2+、Mg+、SO4=三种。可采用正三角形、等腰直角三角形等表示。三角形的三个顶点分别表示K2+、Mg+、SO4=，按等当量原则书写的。坐标的基准是：K2+Mg+SO4=100摩尔,第一节 交互五元体系图形表示方法,三、简化干基图（一）简化干基图坐标 系统都可以用J值表示其组成。,第一节 交互五元体系图形表示方法,J值如何计算？1.某混合盐的J值（M点）2.固相的J值（S点、Kai点、K2Cl2点）,（1）从100克混合盐系统出发，算出各盐及水的摩尔数：（2）进而求出各个离子的摩尔数：（3）计算出K2+、Mg+、SO4=三种离子摩尔数之和（简写为三离子），作为基准：（4）按照J值含义，计算出J值：,第一节 交互五元体系图形表示方法,1.某混合盐的J值 例如，某混合盐含MgSO422.69、MgCl216.91、K2Cl22.4、Na2Cl219.19、H2O38.81（重量%），则其J值可按下列步骤计算。,（1）从100克混合盐系统出发，算出各盐及水的摩尔数：,第一节 交互五元体系图形表示方法,1.某混合盐的J值 例如，某混合盐含MgSO422.69、MgCl216.91、K2Cl22.4、Na2Cl219.19、H2O38.81（重量%），则其J值可按下列步骤计算。,（2）进而求出各个离子的摩尔数：（3）计算出K2+、Mg+、SO4=三种离子摩尔数之和（简写为三离子），作为基准：,第一节 交互五元体系图形表示方法,1.某混合盐的J值 例如，某混合盐含MgSO422.69、MgCl216.91、K2Cl22.4、Na2Cl219.19、H2O38.81（重量%），则其J值可按下列步骤计算。,（4）按照J值含义，计算出J值：,第一节 交互五元体系图形表示方法,1.某混合盐的J值 例如，某混合盐含MgSO422.69、MgCl216.91、K2Cl22.4、Na2Cl219.19、H2O38.81（重量%），则其J值可按下列步骤计算。,例如K2Cl2，1摩尔中含K2+1，Cl2=1，其它离子均为零，所以三离子=1，求得J值为：K2+100、Mg+0、SO4=0，Na2+0、Cl2=100、H2O 0。标在坐标中就是K2+那个顶点，说明此顶点实质上代表纯K2Cl2。又如固相MgSO4，其J值为：K2+0、Mg+50、SO4=50，其他为零，标在图中为S点。再如固相复盐Kai（钾盐镁矾KCl MgSO4 3H2O），其J值为K2+20、Mg+40、SO4=40，Na2+0、Cl2=20、H2O 120，标于图中Kai点，正在K2Cl2与MgSO4两点的连线上，符合复盐的干基组成关系。,第一节 交互五元体系图形表示方法,2.固相的J值（S点、Kai点、K2Cl2点）,三、简化干基图 简化干基图坐标只表示K2+、Mg+、SO4=三种离子的摩尔百分比例关系，而不能表示Na2+、Cl2=及水量的多少。前面讲了舍去哪一种盐与研究体系的特点有关。例如，舍去MgSO4时，可以K2+Na2+Cl2=100摩尔作为基准，那么，相应简化干基图的三个顶点分别为K2+、Na2+、Cl2=。,第一节 交互五元体系图形表示方法,三、简化干基图（二）简化干基图标绘,第一节 交互五元体系图形表示方法,表6-2 Na2+、K2+、Mg+|SO4=、Cl2=H2O体系25数据（对Na2Cl2饱和）,第一节 交互五元体系图形表示方法,表6-2 Na2+、K2+、Mg+|SO4=、Cl2=H2O体系25数据（对Na2Cl2饱和）,三、简化干基图（二）简化干基图标绘 在液相栏内，只给出了Na2+、K2+、Mg+及H2O的J值，SO4=、Cl2=的未给出J值，但可按J值的含义求出。以B点为例，由于三离子=100，故SO4=的J值应为 100-（22.6+55.6）=21.8 又因为正离子总和等于负离子总和，故Cl2=的J值可由正离子总和减去SO4=求得，即（22.6+55.6+36.2）-21.8=92.6,第一节 交互五元体系图形表示方法,三、简化干基图（二）简化干基图标绘五元体系简化干基图中连接液相曲线的原则是：具有三个共同平衡固相的点可连(三盐共饱线)。区域如何划分呢？具有两个（Na2Cl2 与另一个盐）共同平衡固相的点所围成的区域即标注另一个盐的分子式。简化干基图标绘是否正确的检验？1检验图中区域的个数 一般来说，除Na2Cl2外，出现了多少个固相，就应该有多少个区域相对应。2检验五元等温零变点引出的线数 一般来说，由五元等温零变点应引出三条液相线，不应多也不应少。,第一节 交互五元体系图形表示方法,三、简化干基图（三）简化干基图的认识点：U、V、S、Q、O、N、K、D、E、J、I、C、B、G线：YV、XV、VU、UE、US、ST、SQ、QR、QO、OP、ON、DN、NK、LK、KJ、JC、JI、JC、CB、BI、IG、HG、GF、CD、DE、ZE面：,第一节 交互五元体系图形表示方法,三、简化干基图（三）简化干基图的认识面：Mg+XVYBis、YVUSTTet、TSQRPen、RQOPHex、POLKNEps、LKHGIJKAst、HGFSO4=Na2SO4、XZEUVXCar、USQONDEKai、DNJC Leo、CBIJPic、BIGFAGla、ZEDCBAK2+K2Cl2，共十三个面都是与Na2Cl2共饱和盐。,第一节 交互五元体系图形表示方法,三、简化干基图（三）简化干基图的认识共饱点如何判断？相称点：零变点在三个固相点构成的相应三角形内，如V点。非相称点：零变点在此三角形外，是第一种不相称零变点，如B点；相应三角形已退化为一直线,零变点在此直线之外，是第二种不相称零变点，如Q点。,第一节 交互五元体系图形表示方法,四、水图及Na2+图 水图和Na2+图是从H2O及Na2Cl2的J值出发，对应于简化干基图建立直角坐标进行标绘的，如图6-9所示。水图的坐标单位是：H2O摩/100摩（K2+Mg+SO4=）Na2+图的坐标单位是：Na2+摩/100摩（K2+Mg+SO4=）,第一节 交互五元体系图形表示方法,第二节 交互五元体系相图的运用,一、过程向量法的运用二、蒸发析盐规律分析三、相平衡界限点及状态的确定,第二节 交互五元体系相图的运用,一、过程向量法的运用1在液相面上两固一液时 当在两固一液平衡状态下蒸发水分时，简化干基图的液相面上应有一个过程向量，它远离除Na2Cl2外的一个固相点，表示蒸发时该固相析出的一个箭头，表示与Na2Cl2 共析。正因为如此，与Na2Cl2及另一固相平衡的相面都是共饱面。例：图中Na2Cl2、K2Cl2共饱面上的1点,第二节 交互五元体系相图的运用,一、过程向量法的运用2.液相线上三固一液平衡时 在简化干基图的液相线上，按照液相线上两个过程向量成立的条件，这两个向量必在液相线的两侧。例：液相线AB上的2点，平衡固相为Na2Cl2、K2Cl2、Gla。K2Cl2、Gla蒸发时都析出，液相沿着和向量的方向朝B运动。液相线上的3点，平衡固相为Na2Cl2、K2Cl2、Car。此时K2Cl2溶解，Car析出。当然，Na2Cl2此时也是析出的。液相沿着和向量的方向朝E点运动。,第二节 交互五元体系相图的运用,一、过程向量法的运用2.液相线上三固一液平衡时例：液相线OP上的4点，平衡固相为Na2Cl2、Eps、Hex，而Eps、Hex的固相点都在（MgSO4nH2O），因此Eps、Hex共析是不可能的，在蒸发时应是含结晶水多的Eps脱水变为含结晶水少的Hex，即Eps溶解，Hex析出。两个向量相反，和为零，液相在线上不动。Na2Cl2在过程中只能是既不析出也不溶解，保持不参与的状态。,第二节 交互五元体系相图的运用,一、过程向量法的运用3在零变点上四固一液平衡时 在简化干基图的零变点上，应有三个过程向量，其和必为零。例如:零变E点，平衡固相为K2Cl2、Na2Cl2、Car、Kai，是第一种不相称零变点，蒸发时必然有的固相要溶解。过程向量分析结果如图所示，表明K2Cl2溶解，Car、Kai析出，过程向量和为零，液相在E点不动。Na2Cl2在过程中依然是析出的，其道理亦可从立体干基图说明。,第二节 交互五元体系相图的运用,一、过程向量法的运用3在零变点上四固一液平衡时例如:零变点O点，平衡固相为Na2Cl2、Eps、Hex、Kai是第二种不相称零变点，蒸发时必有固相溶解。由于Eps、Hex的过程向量在一直线上，方向相反，已使向量和为零，其他向量即为多余。故此时发生的过程应是Eps脱水变为Hex，而Kai、Na2Cl2不参与。Kai不参与的道理从简化干基图上便可说明，Na2Cl2不参与的道理和4点一样，可从立体干基图得到解释。,第二节 交互五元体系相图的运用,一、过程向量法的运用3在零变点上四固一液平衡时例如:V点，蒸发时平衡的四个固相Na2Cl2、Tet、Car、Bis共同析出。,第二节 交互五元体系相图的运用,二、蒸发析盐规律分析,例6-1 试分析图6-16中未饱和溶液系统M在25等温蒸发过程前五个阶段的析盐规律。给定蒸发时溶液首先对Na2Cl2饱和。,第二节 交互五元体系相图的运用,二、蒸发析盐规律分析,例6-1第五阶段:是Na2Cl2、K2Cl2、Pic共析，而上阶段析出的Gla溶解。液相点在B不动，总固相由S向T运动。T是（K2Cl2）、（Pic）连线上的一点，说明此时Gla已溶完。,S,T,第二节 交互五元体系相图的运用,二、蒸发析盐规律分析,例 6-2某苦卤J值为K2+4.52、Mg+75.80、Na2+24.58、SO4=19.68、H2O1467。试用25简化干基图分析其常温蒸发析盐规律。,二、蒸发析盐规律分析,例 6-2第一阶段第七阶段,二、蒸发析盐规律分析,例 6-2第八阶段第十二阶段,二、蒸发析盐规律分析,例 6-2:整个蒸发过程归纳如表。可分为四个大阶段：氯化钠析出，氯化钠和水合硫酸镁共析，氯化钠、水合硫酸镁以及钾盐共析,氯化钠、水合硫酸镁、钾盐以及六水氯化镁共析。,第二节 交互五元体系相图的运用,三、相平衡界限点及状态的确定,系统的状态与其简化干基组成、水量和Na2+量三方面因素有关。因此，需要综合运用简化干基图、Na2+图、水图进行分析。系统状态的确定又与蒸发过程密切相关，我们是通过研究一定简化干基组成的系统，在等温蒸发过程中其含水量、含Na2+量界限点的确定问题。,三、相平衡界限点及状态的确定,（一）蒸发时氯化钠首先析出的情况 系统的状态与其简化干基组成、水量和Na2+量三方面因素有关。因此，需要综合运用简化干基图、Na2+图、水图进行分析。系统状态的确定又与蒸发过程密切相关，我们是通过研究一定简化干基组成的系统，在等温蒸发过程中其含水量、含Na2+量界限点的确定问题。,三、相平衡界限点及状态的确定,第一阶段：无固相析出，系统即液相，直到对Na2Cl2饱和。界限点确定：Mx由蒸发实验数据确定。简化干基图系统点M不动，液相点仍与系统点重合，固相点无。水图系统从M到Mx，到达Mx时Na2Cl2饱和，液相点仍与系统点重合，固相无。Na2+图系统点M”不动，液相点仍与系统点重合，固相无。,（一）蒸发时氯化钠首先析出的情况,第二阶段：是Na2Cl2析出直到对K2Cl2饱和。界限点确定（1）先在简化干基图上过第二个析出的固相点（K2Cl2）和系统M连直线，交共饱面的边缘于L，（2）再在水图、Na2+图上由过L竖直线和BA、B”A”相交找到L、L”;（3）最后在水图上连K、L，Na2+图上连K”、L”，分别交系统竖直线于M1及P，即为所求界限点。水图：系统点从MX到M1，液相点与系统点重合；Na2+图：系统点不动，而液相则由于Na2Cl2析出使其中Na2+量减少，应从M”向下运动到P，固相点（Na2Cl2）在Na2+图的无限远方。,（一）蒸发时氯化钠首先析出的情况,三、相平衡界限点及状态的确定,第三阶段：是Na2Cl2和K2Cl2共析。界限点确定由L（K2Cl2）连线与M竖直线相交与M2点，是含水量界限点。简化干基图系统点不变，液相点从M到L，固相点（K2Cl2）。水图系统点从M1到M2，液相点从M1到L，固相点在（K2Cl2）。Na2+图系统点不动，液相点从到P到L”，固相点从Na2Cl2（）到N。,（一）蒸发时氯化钠首先析出的情况,三、相平衡界限点及状态的确定,第四阶段：是Na2Cl2、K2Cl2 和Gla三种共析。界限点确定由BS连线与M竖直线相交与M3点，是含水量界限点。简化干基图系统点不变，液相点从L到B，固相点从（K2Cl2）到S。水图系统点从M2到M3，液相点从L到B，固相点从（K2Cl2）到S。Na2+图系统点M”不动，液相点从到L”到B”，固相点从N到S”。,（一）蒸发时氯化钠首先析出的情况,三、相平衡界限点及状态的确定,第五阶段：是Na2Cl2、K2Cl2、Pie析出，Gla溶解。,（一）蒸发时氯化钠首先析出的情况,三、相平衡界限点及状态的确定,第五阶段：是Na2Cl2、K2Cl2、Pie析出，Gla溶解。界限点确定由BT连线与M竖直线相交与M4点，是含水量界限点。简化干基图系统点不变，液相点B不动，固相点从S到T。水图系统点从M3到M4，液相点B不动，固相点从S到T。Na2+图系统点M”不动，液相点B”不动，固相点从S”到T”。,（一）蒸发时氯化钠首先析出的情况,三、相平衡界限点及状态的确定,（一）蒸发时氯化钠首先析出的情况,三、相平衡界限点及状态的确定,对于干基组成为M（M”）的系统来说，含水量不同时，将处于不同的相平衡状态。含水量在Mx以上，为未饱和溶液一相；MxM1之间，为Na2Cl2固相与液相共存；M1M2之间，为K2Cl2、Na2Cl2两固相与液相共存；M2M3之间，为K2Cl2、Na2Cl2、Gla三固相与液相共存；M3M4之间，为K2Cl2、Na2Cl2、Gla、Pic四固相与液相共存。,（一）蒸发时氯化钠首先析出的情况,四.量的计算方法,例6-3某苦卤含K2Cl222.05、MgCl2161.43、MgSO471.17、Na2Cl2135.48、H2O872.42（克/升），试计算该卤水在100等温蒸发至光卤石析出前的蒸发水量及固相析出量。解：以1升苦卤为基准，基准定为1升，那么这个基准也就相当于K2+、Mg+、SO4=三离子之和3.026摩尔。图6-22为体系100相图（局部）。苦卤在简化干基图中为M点，处于Na2Cl2、Loe共饱面区域内，在水图、Na2+图中分别为M、M”点。,（Loe）,M,L,Car,B,与含钠量97.9相交,图6-22为体系100相图（局部）。苦卤在简化干基图中为M点，处于Na2Cl2、Loe共饱面区域内，在水图、Na2+图中分别为M、M”点。该苦卤等温蒸发过程分析（略）结果表明，在光卤石析出前，固相只有Na2Cl2和Kie析出，过程中Loe虽然析出过，但后来又溶完了。与Na2Cl2、Kie平衡的液相为L（L、L”），水图上相应的系统点为Me。,0,40,30,20,10,1400,1200,800,400,0,Mg+,图6-22 Na2+、K2+、Mg+|SO4=、Cl2=H2O体系100相图局部（对Na2Cl2饱和）,Na2+,H2O,SO4=,K2+,E”,E,A”,B”,D”,L”,D,L,A,S”,S,S,（Kie）,A,E,M,Loe,Q,B,D,H,C（Car）,Bis,Me（558）,（3.7）,Kie,M,（Loe）,M,L,Car,B,以含钠量97.9相交,图6-22为体系100相图（局部）。苦卤在简化干基图中为点，处于Na2Cl2、Loe共饱面区域内，在水图、Na2+图中分别为M、M”点。该苦卤等温蒸发过程分析（略）结果表明，在光卤石析出前，固相只有Na2Cl2和Kie过程中Loe虽然析出过，但后来又溶完了。与Na2Cl2、Kie，衡的液相为L（L、L”），水图上相应的系统点为Me。,0,40,30,20,10,1400,1200,800,400,0,Mg+,图6-22 Na2+、K2+、Mg+|SO4=、Cl2=H2O体系100相图局部（对Na2Cl2饱和）,Na2+,H2O,SO4=,K2+,E”,E,A”,B”,D”,L”,D,L,A,S”,S,S,（Kie）,A,E,M,Loe,Q,B,D,H,C（Car）,Bis,Me（558）,（3.7）,Kie,M,（Loe）,M,L,Car,B,以含钠量97.9相交,图6-22为体系100相图（局部）。苦卤在简化干基图中为点，处于Na2Cl2、Loe共饱面区域内，在水图、Na2+图中分别为M、M”点。该苦卤等温蒸发过程分析（略）结果表明，在光卤石析出前，固相只有Na2Cl2和Kie过程中Loe虽然析出过，但后来又溶完了。与Na2Cl2、Kie平衡的液相为L（L、L”），水图上相应的系统点为Me。,0,40,30,20,10,1400,1200,800,400,0,Mg+,图6-22 Na2+、K2+、Mg+|SO4=、Cl2=H2O体系100相图局部（对Na2Cl2饱和）,Na2+,H2O,SO4=,K2+,E”,E,A”,B”,D”,L”,D,L,A,S”,S,S,（Kie）,A,E,M,Loe,Q,B,D,H,C（Car）,Bis,Me（558）,（3.7）,Kie,M,（一）用杠杆规则法计算1.析出的固相和液相的三离子量 在简化干基图上，杠杆臂代表相应物料中三种离子的摩尔数。系统点为M，固相点为S，液相点为L。因此，当设析出固相中三离子总量为s摩尔，液相中三离子总量为1摩尔时，根据杠杆规则有 故可算出S=1.113，l=1.914。s是总固相中三离子的量，而总固相由Na2Cl2及Kie（MgSO4H2O）组成，全部的三离子都含在Kie中，也就是析出的Kie中三离子量为1.113摩尔。如果要换算成相应的克数，则需乘以一个换算系数MC某固相的克数=该固相的MC该固相三离子摩尔数,（Loe）,M,L,Car,B,0,40,30,20,10,1400,1200,800,400,0,Mg+,图6-22 Na2+、K2+、Mg+|SO4=、Cl2=H2O体系100相图局部（对Na2Cl2饱和）,Na2+,H2O,SO4=,K2+,E”,E,A”,B”,D”,L”,D,L,A,S”,S,S,（Kie）,A,E,M,Loe,Q,B,D,H,C（Car）,Bis,Me（558）,（3.7）,Kie,M,以含钠量97.9相交,（一）用杠杆规则法计算2.MC求取 固相的MC数值是根据其J值计算的，相当于每一摩尔三离子的该固相具有的克数。例如，MgSO4H2O的J值为：Mg+50、SO4=50、H2O50，其他离子为零，按MC的含义可得式中24.31、96.06、18.0分别为Mg+、SO4=、H2O的摩尔质量。于是，析出Kie的重量为69.191.113=77.0（克）,（Loe）,M,L,Car,B,0,40,30,20,10,1400,1200,800,400,0,Mg+,图6-22 Na2+、K2+、Mg+|SO4=、Cl2=H2O体系100相图局部（对Na2Cl2饱和）,Na2+,H2O,SO4=,K2+,E”,E,A”,B”,D”,L”,D,L,A,S”,S,S,（Kie）,A,E,M,Loe,Q,B,D,H,C（Car）,Bis,Me（558）,（3.7）,Kie,M,以含钠量97.9相交,3.析出的Na2Cl2量（1）通过母液L中留存的Na2Cl2量间接求取，即Na2Cl2析出量y=系统中Na2Cl2量1.159-液相中Na2Cl2量Z而液相中Na2+的J值可由图中L”点读得为3.7，故（摩尔）得 y=1.159-0.071=1.09（摩尔）相当于 116.91.09=127（克）(2)析出的Na2Cl2量也可以通过Na2+图上固相点的读数计算。图中L”、M”连线与S”竖直线的交点即为总固相点，其J值为97.9，因此，（摩尔）与上面计算结果相同。,（Loe）,M,L,Car,B,0,40,30,20,10,1400,1200,800,400,0,Mg+,图6-22 Na2+、K2+、Mg+|SO4=、Cl2=H2O体系100相图局部（对Na2Cl2饱和）,Na2+,H2O,SO4=,K2+,E”,E,A”,B”,D”,L”,D,L,A,S”,S,S,（Kie）,A,E,M,Loe,Q,B,D,H,C（Car）,Bis,Me（558）,（3.7）,Kie,M,与含钠量97.9相交,4.蒸发水量 蒸发水量可通过水图上Me点的读数计算，即系统蒸发水量 系统三离子量读得Me含水量为558，故（摩尔）相当于568克。,（Loe）,M,L,Car,B,0,40,30,20,10,1400,1200,800,400,0,Mg+,图6-22 Na2+、K2+、Mg+|SO4=、Cl2=H2O体系100相图局部（对Na2Cl2饱和）,Na2+,H2O,SO4=,K2+,E”,E,A”,B”,D”,L”,D,L,A,S”,S,S,（Kie）,A,E,M,Loe,Q,B,D,H,C（Car）,Bis,Me（558）,（3.7）,Kie,M,以含钠量97.9相交,（二）用物料平衡法计算 卤水蒸发后得到总固相和液相，过程用符号表示为 M-W Na2Cl2+Kie+L由数据表或图查得有关物料J值为：,（Loe）,M,L,Car,B,0,40,30,20,10,1400,1200,800,400,0,Mg+,图6-22 Na2+、K2+、Mg+|SO4=、Cl2=H2O体系100相图局部（对Na2Cl2饱和）,Na2+,H2O,SO4=,K2+,E”,E,A”,B”,D”,L”,D,L,A,S”,S,S,（Kie）,A,E,M,Loe,Q,B,D,H,C（Car）,Bis,Me（558）,（3.7）,Kie,M,以含钠量97.9相交,（二）用物料平衡法计算 设S为析出固相（Kie）中三离子量，y为析出Na2Cl2的量，w为蒸发水量，l为液相中三离子量（单位均为摩尔），则根据过程情况可列出物料平衡方程式如下：,（Loe）,M,L,Car,B,0,40,30,20,10,1400,1200,800,400,0,Mg+,图6-22 Na2+、K2+、Mg+|SO4=、Cl2=H2O体系100相图局部（对Na2Cl2饱和）,Na2+,H2O,SO4=,K2+,E”,E,A”,B”,D”,L”,D,L,A,S”,S,S,（Kie）,A,E,M,Loe,Q,B,D,H,C（Car）,Bis,Me（558）,（3.7）,Kie,M,以含钠量97.9相交,解方程得l=1.92，s=1.11，y=1.09，W=31.8。两种方法所得结果稍有出入，这是由于作图，读数以及运算的误差造成的。,一、等温立体干基图 一个简单五元体系包括下列较少组分的体系。四个二元体系，即NaCl-H2O，KCl-H2O，MgCl2-H2O，CaCl2-H2O体系。六个三元体系，即NaCl-KCl-H2O，NaCl-MgCl2-H2O，NaCl-CaCl2-H2O，KCl-MgCl2-H2O，KCl-CaCl2-H2O，MgCl2-CaCl2-H2O体系。四个简单四元体系，即NaCl-KCl-MgCl2-H2O，NaCl-KCl-MgCl2-H2O，NaCl-MgCl2-CaCl2-H2O，KCl-MgCl2-CaCl2-H2O体系。,第三节 简单五元体系相图,一、等温立体干基图 简单五元体系的等温干基图是正四面体表示的，它能反映体系的组成关系，如图6-23所示。正四面体的四个顶点表示四种无水单盐，也就是四个二元体系。六条边线表示六个三元体系。四个正三角形面表示四个简单四元体系。正四面体坐标使用的组成表示方式，可以是重量%，也可以是摩尔%，并且有NaCl%+KCl%+MgCl2%+CaCl2%=100%,第三节 简单五元体系相图,一、等温立体干基图体：有四个分别是四种盐的结晶体 AGHKJLF是A盐结晶区面：两盐共饱面有五个 交面FGEL是与A、B两盐的共饱面线：三盐共饱线四条 GE线是与A、B、C三盐共饱线。点：四盐共饱点一个 E点是A、B、C、D四种盐共饱点，它是等温零变点。,第三节 简单五元体系相图,二、简化图形（一）简化干基图及水图、盐图 为了使立体图平面化，还需要舍去一种盐。对于NaCl-KCl-MgCl2-CaCl2-H2O体系，当所研究的系统涉及对NaCl饱和时，则可将NaCl舍去。舍去NaCl后，余下KCl、MgCl2、CaCl2三种盐，于是形成的简化干基图坐标如图中的正三角形所示，不言而喻，其基准为KCl+MgCl2+CaCl2=100（单位）这个单位可以是克、摩尔。因此，这一简化干基组成表示方式就是相对于KCl+MgCl2+CaCl2=100克的各盐及水的克数，为方便起见，记为符号Z。显然，这种简化干基图上只能反映出系统中KCl、MgCl2、CaCl2之间的百分比例关系，系统标绘时也只根据这三个盐的Z值进行即可。,第三节 简单五元体系相图,三、相图运用 例6-4某盐水含NaCl127.、KCl4.8、MgCl223.1、CaCl23.4、H2O946.8（克/升），试用25相图分析该盐水等温蒸发过程，并计算在含钙固相析出之前的蒸发水量及固相析出量。,第三节 简单五元体系相图,C（CaCl2）,A（KCl）,（MgCl2）B,图6-28 Na2+、K2+、Mg+、Ca+|Cl2=H2O体系25相图（对NaCl饱和）,CaCl26H2O,KCl,R,Q,M,D（Car）,S,K,H,L,Car,Bis,Tac,第三节 简单五元体系相图,三、相图运用 蒸发过程分析,C（CaCl2）,A（KCl）,（MgCl2）B,CaCl26H2O,KCl,R,Q,M,D（Car）,S,K,H,L,Car,Bis,Tac,Tac,第三节 简单五元体系相图,三、相图运用 蒸发过程分析,第三节 简单五元体系相图,三、相图运用 蒸发过程分析,第三节 简单五元体系相图,三、相图运用 蒸发过程分析,第三节 简单五元体系相图,C（CaCl2）,A（KCl）,（MgCl2）B,CaCl2H2O,KCl,R,Q,M,D（Car）,S,K,H,L,Car,Bis,Tac,三、相图运用 蒸发过程分析,三、相图运用例6-4某盐水含NaCl 127.0、KCl 4.8、MgCl2 23.1、CaCl2 3.4、H2O946.8（克/升），试用25相图分析该盐水等温蒸发过程，并计算在含钙固相析出之前的蒸发水量及固相析出量。解：在含钙的固相Tac析出之前，得到的固相为NaCl、Car、Bis三种，相应的液相为R。查得R点的Z值为：NaCl 0.9、KCl 0.4、MgCl2 32.9、CaCl2 66.7、H2O 120.5。,三、相图运用例6-4某盐水含NaCl127.、KCl4.8、MgCl223.1、CaCl23.4、H2O946.8（克/升），试用25相图分析该盐水等温蒸发过程，并计算在含钙固相析出之前的蒸发水量及固相析出量。解：当以该盐水1升（其中KCl、MgCl2、CaCl2总量31.3克）为基准，并设析出NaCl为x，析出Car中三盐量为d，析出Bis中三盐量为b，蒸发水量为w，液相R中三盐量为r（单位均为克）时，应有下列物料平衡方程成立：,解方程得r=5.1、d=10.9、b=15.3、x=126.9、w=916.3。其中Car、Bis及液相R换算为实际重量分别为18.0克、32.7克及11.3克。,C（CaCl2）,A（KCl）,（MgCl2）B,CaCl2H2O,KCl,R,Q,M,D（Car）,S,K,H,L,Car,Bis,Tac,三、相平衡界限点及状态的确定（二）蒸发时其他固相首先析出的情况 将MgSO4舍去，先建立以Na2+K2+Cl2=100摩尔为基准的简化干基图，再绘制对应的H2O图及SO4=图。为此。需将有关数据加以换算，列于表6-6，按数据标绘出相图如图6-21所示。,三、相平衡界限点及状态的确定（二）蒸发时其他固相首先析出的情况 苦卤标于图中点N（N，N”），当蒸发首先析出Kie时，用同样的方法通过作图得到Kie、Na2Cl2共饱时水图上界限点为N1，SO4=图上界限点为PN。显然。N”位于PN点以上，即苦卤SO4=含量相对PN点为高，说明蒸发时确定是首先Kie析出。另外，N点在N1之上，说明尚未到达Kie、Na2Cl2共饱的浓度。N1点及PN点是Kie、Na2Cl2共饱的界限点，那么它们在图6-20中的位置如何呢？,SO4=,Q,50,40,30,20,10,0,1000,800,600,400,200,0,Cl2=,Na2+(Na2Cl2),K,R,N(1283),N1(927),H,L,E,E,L,H,Q,K,R,N(