 |
|
Правило фаз Гиббса.
Равновесие в гетерогенных системах. Основные понятия.
В-ва могут находиться в 3-х состояниях: жидкое, твёрдое и газ.
Если мы говорим, что вода является жидкой при данных условиях (P,T) подразумеваем, что основное кол-во в жидком состоянии
Н2Ож↔Н2Опар Н2Ож↔Н2Отв Н2Отв↔Н2Опар
При изменении термодинамических параметров вода
Может перейти из жидкости в газ. Такого рода переходы называются фазовыми. Говоря о фазовых переходах, мы подразумеваем фазовое равновесие в гетерогенных системах. Не следует путать фазовые переходы с агрегатными превращениями.
Фаза- гомогенная (однородная) часть системы, имеющая во всех точках одинаковый химический состав, одни и те же физ. и хим. свойства и отделенная от других частей системы поверхностью раздела.
Составляющее в-во – часть системы, которое может быть выделено из системы и существовать вне нее неограниченное время.
Компонент –независимое составляющее в-во, концентрация которого определяет состав фазы данной системы.
Понятия компонента и составляющего в-ва не являются эквивалентными.
Гетерогенные системы бывают 2-х видов:
1) системы в которых не протекают хим. реакции (в таких системах число св равно числу компонентов)
2) системы в которых протекают хим. реакции (число компонентов равно числу св минус число хим. реакций )
к=3-1=2
Таким образом, компонент – наименьшее число составляющих в-в, знание концентрации которых достаточно для описания системы.
Правило фаз Гиббса.
Состояние любой системы можно описать с помощью независимых переменных (P,T,V,C). Если система находиться в равновесии, возможно изменение ограниченного числа термодинамических параметров.
Равновесие в гетерогенных системах предполагает постоянство числа и природы фаз системы.
Число степеней свободы –число независимых переменных, которое можно менять без изменения природы и числа фаз системы, или наименьшее число параметров, с помощью которых можно описать состояние системы.
Правило фаз Гиббса устанавливает зависимость между числом степеней свободы, фаз, компонентов и числом независимых внешних переменных.
Ф+С=К+n
С=К+n-Ф
n-число независимых внешних переменных с изменением которых изменяется состояние системы (как правило =2 (T,P))
Число степеней свободы характеризует вариантность системы, св увеличивается с числом компонентов и уменьшается с увеличением числа фаз.
Если С=0 то в равновесии находиться max число фаз для данной системы; если С=0 – безвариантная (инвариантная система; если С=1 – одновариантная и тд.
Гетерогенные системы классифицируются по числу компонентов (одно-, двух-, трехкомпонентные системы).
+