汽液平衡相图的理解

相图在从脂肪和油中分离成分或将一种成分溶解在另一种液体中时非常有用。在这篇评论中，我想简要说明如何阅读双组分系统的相图。

什么是相图

在学校科学时代，我们学习了物质的三种状态（固体、液体、气体），但物质的状态是温度和压力，所以冰在0°C时变成水，水在100°C时变成水蒸气. 决定一一了。显示三种状态中哪一种状态稳定的相图或状态图称为相图或状态图。如果您在图书馆查阅 Science Chronology (Maruzen) 或 Basics of Chemistry Handbook (Maruzen)，您可以获得有关各种物质相图的信息。相图存在于混合物和纯物质中。

饱和脂肪酸和正己烷二组分气液平衡相图

图1 棕榈酸-正己烷双组分体系相图

右图为饱和脂肪酸的主要成分之一的棕榈酸和正己烷二组分体系固液平衡的相图，作为混合物相图示例. 棕榈酸是棕榈油等植物油中含有的成分之一，是脂肪酸的一种。作为醋的成分的醋酸也包含在脂肪酸组中，但脂肪酸的分子量比醋酸大，难以蒸发。棕榈酸在室温下是固体。另一方面，正己烷是重质燃料油A中所含的成分之一，在常温下为液体。图中纵轴表示温度，横轴表示棕榈酸与正己烷的比例。（因为是按重量计算的，所以叫做重量分数。）这个数字是大气压下的，但是对于正常操作来说已经足够了。让我们看看如何阅读该图。

图中有两条黑色实线，但从上往下分别称为液相线和固相线。图中两端为100%棕榈酸或100%正己烷的相态，从与液相线的交点处可读出熔点分别为63℃和18℃。在液相线以上，棕榈酸和正己烷的混合物单独放置时变成均匀的液体，在固相线以上，则整体变成固体。夹在液相线和固相线之间的部分不能作为单相存在，当处于这种状态时，混合物终会分离成液体和固体。

例如，考虑按重量计 50% 的棕榈酸和正己烷的混合物。如果棕榈酸的重量分数上升到 50%，它与 18°C 的固相线和 53.6°C 的液相线相交，所以当混合物从低温加热时，18 你可以看到它开始℃时熔化，53.6℃时变为全液态。它在18-53.6°C之间分离成液体和固体，但关于分离的液体和固体的信息也可以从图中读出。如果温度为 40°C，寻找 40°C 处液相线和固相线的交点。在与液相线的交点处，棕榈酸的质量分数为12%，固相线很难理解，但在100%的棕榈酸处。这是40°C时液体和固体的组成，可以看出纯棕榈酸的固体浸没在溶解有12%棕榈酸的正己烷溶液中。

一旦你知道了这一点，你还可以计算液体和固体的数量。首先假设有100g样品，如果40℃下固体的量为X(X)g，则液体为(100--X)g。由于固体是纯棕榈酸，所以固体中所含的棕榈酸量为Xg，但由于液体中所含的棕榈酸量为(100-X)×0.12g，所以在该固体中的棕榈酸总量为(100-X)×0.12g。液体和固体是 X +。它将是 (100 --X) x 0.12g。另一方面，由于开始时有100g的样品，棕榈酸的重量分数为50%，所以棕榈酸的总量可以写成100×0.50=50g。由于棕榈酸即使改变温度也不会消失，所以方程应为X + (100 --X) × 0.12 = 50，求解时，X = 43，纯棕榈酸在40°C。发现得到43g固体酸和57g含有12％棕榈酸的正己烷溶液。

即使组分数量增加到三个或四个，也可以使用这里描述的方法，但是在两个组分的情况下，可以更容易地计算液体和固体的量。在40℃的情况下，固体原来是50%的棕榈酸，现在是100%，所以增加了（100-50）%。另一方面，液体从 50% 变为 12%，比 (12-50) = -38 少 38%。为弥补这一点，固液比应为 38:50（或 1/50:1/38）。如果总重量为 100g，则固体为 43g，液体为 57g，这与之前计算的值一致。顺便说一下，这些50-12和100-50对应于图1中40°C线上组合物的50%位置到液相线和40°C线的交点的距离。因此，建议根据组合物的位置确定重量，使其与到液相线的距离成反比。这完全相当于一个天平或“杠杆”，杆长在右边50，左边38，左右的重量为1，平衡左右的力。它是类似于设置 / 50: 1/38 = 38:50。这就是为什么这种方法被命名为“手的法则”。