第七章 相平衡.pdf

文档介绍：第七章相平衡
§ 相律
§
§ 单组分系统相平衡
§ 二组分系统的相平衡
§ 三组分系统的相平衡
第1学时
§ 相律
§ 相数/ 独立组分数/自由度
相
系统中物理性质和化学性质完全
相同的均匀部分,称为相。
相数
系统中相的数目称为相数,用符号Φ
来表示。
相数的确定
▲气体在通常情况下,系统中不论有多少
种气体,均为一相;
▲液体根据互溶情况,液体混合物可有一
相、两相或三相;
▲固体系统中有多少种固体,就有多少个
固相,但固态溶液是一个相。
物种数S:系统中存在的化学物质数
独立组分数
形成平衡系统中所有各相所需的最
少数目的独立物质,称为独立组分,其数
目称为独立组分数,用符号C来表示。
独立组分数C≠相数Φ
独立组分数C≠物种数S
独立组分数C=物种数S-独立的化学平
衡反应数目R-独立的限制条件数目R’。
C=−− SRR'
例
PCl5() g→+ PCl 32 () g Cl () g
S = 3
若不限制浓度 CSR= −=−=31 2
若限制浓度 C= SRR −−' = 3111 −−=
例设系统中有( )、( )、
H2O g C s
( )、( )和( )等五种
CO g CO2 g H2 g
物质,问独立组分数是多少?
思考题1:
在( )、( )和( )组成
N2 g H2 g NH3 g
的平衡系统中,
常温常压下,独立组分数是,相数是
C= SRR −−'300 =−−= 3
高温有催化剂时,独立组分数是
C= SRR −−' = 310 −−= 2
高温催化且限制和的物质的量为,
N2 H2 1:3
独立组分数是
C= SRR −−' = 3111 −−=
自由度和自由度数
自由度是指在已达平衡(相平衡)
的系统中,可以在一定范围内任意改变,
而不使系统原有的相数和形态发生变化的
独立强度变量(如温度、压力、浓度等),
自由度的数目称为自由度数,用符号f来
表示。
▲纯液态水Φ=1 f = 2
▲水和水蒸气Φ=2 f =1
▲二组分盐水溶液和水蒸气
Φ=2 f = (2 温度、压力和浓度三者之二)
▲固体盐、盐的饱和水溶液和水蒸气
Φ=3 f =1
§ 相律
1875年,吉布斯首次推倒出系统的
自由度数f与独立组分数C及相数Φ之间的
关系为:
fC= −Φ+2
2……外界可变强度因素——温度和压力