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§1引言
一、多相平衡:
1)液体的蒸发(液相和气相平衡)
2)固体的升华或熔化(固相与气相或液相平衡)
3)气体或固体在液体中的溶解度(气-液、固-液相平衡)
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4)溶液的蒸气压(溶液各组分-气相组分平衡)
5)溶质在不同相之间的分布(溶质在两溶液相中的平衡)
6)固体或液体与气体之间的化学平衡,等等…。
以上这些都是我们常见的多相平衡的例子,这些类型多相平衡各有一定的方法来研究它们的规律,例如:
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拉乌尔定律、亨利定律、分配定律、平衡常数及某些其他经验性规则。
而下面要介绍的“相律”,却不同于上述这些规律。
“相律”是一种从统一的观点来处理各种类型多相平衡的理论方法。
相律所反映的是多相平衡中最有普遍性的规律,即独立变量数、组分数和相数之间的关系。
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1)气相:对体系中的气体来说,由于在通常条件,不论有多少种气体混合在一起,均能无限掺合,所以体系中的气体只可能有一个气相。
2)液相:对体系中的液体来说,由于不同液体的互溶程度不同,可以有一个液相、两个液相,一般不会超过三个液相(特殊情况可能超过)。
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固溶体:即固体溶液,固体以分子或原子状态均匀地分散到另一种固体的晶格中,形成性质均匀的固体溶液。
对体系中的固体来说,如果固体之间不形成固溶体,则不论固体分散得多细,一种固体物质就有一个相。
3)固相:
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而同一种固体的不同颗粒仍属同一相,因为尽管颗粒之间有界面,但体相的性质是相同的。
例如:糖和沙子混合,尽管混得很均匀,仍然是两个相。
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1)如果体系中各物种之间没有发生化学反应,一般说来此时组分数等于物种数:C=S
例如:乙醇溶于水,组分数
C=S=2
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2)如果体系中各物质之间发生了化学反应,建立了化学平衡,此时:
组分数(C)=物种数(S)
-独立化学平衡数(R)
因为各种物质的平衡组成必须满足平衡常数关系式;
有一个(独立的)化学平衡,就有一个平衡关系式,体系中就少一个可以任意指定的组成。
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所谓独立的化学平衡,指该化学平衡不是由体系中的其他化学平衡组合得到的。
组分数(C)=物种数(S)-
独立化学平衡数(R)
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说明:
①究竟选择哪些物质作为独立组分是任意的,从上例看,可取CaCO3和CO2,也可取CaO和CO2,或CaCO3和CaO作为独立组分。
②减去的化学平衡数必须是独立的化学平衡数,否则将会得出荒谬的结论。
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