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单组分体系

单组分体系

单组分体系onecomponent system，体系仅有单一组分。将相律应用于单组分体系，这时相律的一般表达式为：ƒ=1-Φ+2=3-Φ。由上式可见ƒ=0时Φ=3，单组分体系最多只能有三个相平衡共存；当Φ=1时，ƒ=2；最多有两个独立变量，即温度和压力；所以单组分体系可以用P-T平面图来全面描述体系的相平衡关系。

相律
将相律应用于单组分体系，这时相律的一般表达式为：ƒ=1-Φ+2=3-Φ。由上式可见ƒ=0时Φ=3，单组分体系最多只能有三个相平衡共存；当Φ=1时，ƒ=2；最多有两个独立变量，即温度和压力；所以单组分体系可以用P-T平面图来全面描述体系的相平衡关系。
水的相图
现选用常见的水为例结合相律来讨论水的状态图。水在一般温度和压力下有三种聚集状态：水蒸气（气态）、水（液态）、冰（固态）。图1是根据实验数据绘制的水的相图（示意图）。
AB是气-液两相平衡线，即水的蒸气压曲线。它不能任意延长，终止于临界点B。临界点p=2.2X107Pa，T=647K，这时气-液界面消失。高于临界温度，为超临界流体，不能用加压的方法使气体液化。
AD是气-固两相平衡线，即冰的升华曲线，理论上可延长至0K附近。
AE是液-固两相平衡线，斜率为负，要使冰降低熔点，必须增加压力。
当AE延长至压力大于p=2.0265 X108Pa时，相图变得复杂，有6种不同结构的冰生成。
AC是BA的延长线，是过冷水和水蒸气的介稳平衡线。因为在相同温度下，过冷水的蒸气压大于冰的蒸气压，所以AC线在AD线之上，化学势大，过冷水处于不稳定状态，一旦有凝聚中心出现（加少许冰），就立即全部变成冰。
A点是三相点（triple point），气-液-固三相共存，Φ=3，f=0。三相点的温度和压力皆由系统自定。气-液-固化学势相等。
三相点是物质自身的特性，不能加以改变，如H2O的三相点T=273.16K，p=610.62Pa。
两相平衡线上的相变过程
在两相平衡线上的任何一点都可能有三种情况。
如AB线上的P点：
（1）处于P点的纯水，保持温度不变，逐步减小压力，在无限接近于P点之前，气相尚未形成，系统自由度为2。用升压或降温的办法保持液相不变。
（2）到达P点时，气相出现，在气-液两相平衡时，f=1。压力与温度只有一个可变。
（3）继续降压，离开P点时，最后液滴消失，成单一气相，f=2。通常只考虑（2）的情况。
三相点与冰点的区别
三相点是物质自身的特性，不能加以改变，如H2O的三相点T=273.16K，p=610.62Pa。
冰点是在大气压力下，水、冰、气三相共存。当大气压力为100kPa时，冰点温度为273.15K，改变外压，冰点也随之改变。
冰点温度比三相点温度低0.01k是由两种因素造成的：
（1）因外压增加，使凝固点下降0.00748k；
（2）因水中溶有空气，使凝固点下降0.00241k。
二氧化碳超临界萃取技术
优点与弊端：
1 利用超临界CO2萃取技术提取中草药有效成分，没有残留的有机溶剂，故产品为纯天然的，可节能大量溶剂。 2.可以在低温下提取，特别适合于那些含有对湿热不稳定易氧化物质的中草药的萃取。
3.超临界CO2萃取速度快，可以缩短生产周期。
4.超临界CO2萃取，可提高收率，降低成本。
局限性：
1.对于极性大，分子量超过500的物质的萃取，需加夹带剂或在很高的压力下进行，这就需选择合适的夹带剂或增加高压设备。
2.中草药中成分往往复杂，近似化合物多，单独采用SFE-CO2萃取技术往往满足不了纯度的要求，要与其他分离手段联用，如与色谱柱联用、或和精馏分离手段联用。
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