文档介绍：关于相平衡的基本概念相平衡是热力学在化学领域中的重要应用之一。研究多相体系的平衡在化学、化工的科研和生产中有重要的意义,例如:溶解、蒸馏、重结晶、萃取、提纯及金相分析等方面都要用到相平衡的知识。?相图:表达多相体系的状态如何随温度、压力、组成等强度性质变化而变化的图形,称为相图。?相:体系内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面,在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。体系中相的总数称为相数,用?表示。?气体,不论有多少种气体混合,只有一个气相。?液体,按其互溶程度可以组成一相、两相或三相共存。?固体,一般有一种固体便有一个相。两种固体粉末无论混合得多么均匀,仍是两个相(固体溶液除外,它是单相)。?自由度如果已指定某个强度变量,除该变量以外的其它强度变量数称为条件自由度,用表示。*f*1f f? ?**2f f? ?确定平衡体系的状态所必须的独立强度变量的数目称为自由度,用字母f 表示。这些强度变量通常是压力、温度和浓度等。例如:指定了压力,指定了压力和温度,?热平衡条件:设体系有?,?,?,?个相,达到平衡时,?压力平衡条件:达到平衡时各相的压力相等在一个封闭的多相体系中,相与相之间可以有热的交换、功的传递和物质的交流。对具有?个相体系的热力学平衡,实际上包含了如下四个平衡条件:T?= T?= …=T?p?= p?= …=p?B BB0? ????化学平衡条件:化学变化达到平衡?相平衡条件:任一物质B在各相中的化学势相等,相变达到平衡B B B? ?? ? ?? ???? 相律?独立组分数在平衡体系所处的条件下,能够确保各相组成所需的最少独立物种数称为独立组分数。它的数值等于体系中所有物种数S 减去体系中独立的化学平衡数R,再减去各物种间的浓度限制条件R'。'C S R R? ???相律相律是相平衡体系中揭示相数?,独立组分数C和自由度f 之间关系的规律,可用公式表示为:式中2通常指T,p两个变量。相律最早由吉布斯提出,所以又称为吉布斯相律。如果除T,p外,还受其它力场影响,则2改用n表示,即:f +?= C+2f +?= C+ 单组分体系的相图?相点?物系点单相区,物系点与相点重合;两相区中,只有物系点,它对应的两个相的组成由对应的相点表示。表示某个相状态(如相态、组成、温度等)的点称为相点。相图中表示体系总状态的点称为物系点。在T-x图上,物系点可以沿着与温度坐标平行的垂线上、下移动;在水盐体系图上,随着含水量的变化,物系点可沿着与组成坐标平行的直线左右移动。2?f双变量体系1?f单变量体系0?f无变量体系单组分体系的自由度最多为2,双变量体系的相图可用平面图表示。?单组分体系的相数与自由度单相当?= 1两相平衡当?= 2三相共存当?= 3C=1 f +?= 3