文档介绍：引言
相律
单组分系统相图
多相系统平衡的一般条件
引言
实验证明:
①单组分系统相态=f (温度、压力)
多组分系统相态=f (温度、压力、组成)
②多相平衡的系统系统的总组成≠各相的相组成
相数及相组成如何变化?
研究相平衡:
处于相平衡的系统的相数、
相组成
T、p、系统总组成之间的关系
与
定T、p及系统总组成下,
相数=?
相组成=?
当T、p或系统组成发生变化时,
例如:,,向100g纯水逐步加入NaCl(s):
T、p一定,组成不同,所呈的相态、相数可能不同
、,100g水+(s)系统呈两相平衡
11%
系统组成
NaCl水溶液组成
固相(冰)组成
%
0%
w NaCl %
系统含NaCl浓度
系统相数
NaCl%=0
单相
NaCl%≤10
固液两相
10<NaCl%≤24
单相
NaCl%≥24
固液两相
系统
水(s)
水(s)+NaCl水溶液
NaCl水溶液
NaCl·H2O(s)+NaCl(aq)
利用点、线、面的不同方式的组合,表示处于
相平衡的系统的相数、相组成与 T、p、系统总
组成之间关系的一种图形
相图
多相系统平衡的一般条件
具有Φ个相的多相平衡系统,
应有:
Tα
=
Tβ
=
=
TΦ
…
…
pα
=
pβ
=
=
pΦ
…
…
=
=
=
…
…
热平衡:
力平衡:
相平衡:
注:
系统中无化学反应
相律
T、p、
描述多组分、多相系统平衡状态
、
、
、
…
强度性质
确定特性
相律
相平衡时有关强度性质中独立变量数目的规律
推导
=
C
-
Φ
+
2
f
自由度
独立组分数
相数
T、p
说明:
(1)
自由度
f
①
确定平衡系统的状态所需要的独立的强度变量数
②
取值只能是正整数( 包括零)
③
在凝聚系统(无气相的系统)中,
由于压力影响较小,通常被
忽略,
此时的自由度为条件自由度
f*
f*
=
C
-
Φ
+
1
在一定范围内可以独立变动而不致引起旧相消失、新相生成的
或
(2)
独立化学方程式数
R
其它浓度限制条件数
(3)
R’
独立的强度性质数目
(4)
物种数
S
与
独立组分数
C
物种数
S
独立组分数
C
系统中能独立存在的化学物质的种类数
描述平衡系统中各相组成所需要的最少数目
的独立物质种类数
=
S
-
R
-
R’
C
对于一个确定的系统,
独立组分数 C 确定
物种数 S 不一定确定
(5)
相律
①
仅适用与已达到相平衡的系统
②
若 S 种物质并未存在于Φ个相中的每一相中,
相律仍适用
③
相律的通式:
=
C
-
Φ
+
n
f
影响系统平衡状态的外界因素的个数
例:
试求下列各系统的自由度,
并指出独立变量是什么?
①
25℃时,
气相中有 H2 及 O2,
并且有部分溶解在水里。
②
NaCl(s)与其饱和水溶液在常压下沸腾。
③
常压下, I2 l4 中的分配已达到平衡。
[ 无 I2 (s)存在]
④
常压下, NaOH 和 HCl 的水溶液。
⑤
常压下, H2SO4 的水溶液与 H2SO4 ·2 H2O(s) 已达平衡。