260 likes | 545 Views
10.7. ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ. Фаза. – гомогенная часть системы отделенная от других частей поверхностью раздела и имеющая во всех точках одинаковые химические и физические свойства. 1) 5 кусков льда в воде, 20 пузырьков газа в жидкости – сколько фаз ?
E N D
Фаза • – гомогенная часть системы отделенная от других частей поверхностью раздела и имеющая во всех точках одинаковые химические и физические свойства. • 1) 5 кусков льда в воде, 20 пузырьков газа в жидкости – сколько фаз? • 2) на дне стакана с водой сахарный песок, есть градиент концентрации сахара в растворе – сколько фаз?
Правило фаз С = K + N – Ф • С – число степеней свободы – число независимых параметров системы, которые можно изменять произвольно в некотором интервале, не меняя числа и вида фаз. • Ф – число фаз в системе • N – число независимых параметров pV = RTсколько независимых параметров для 1 моль вещества? р, Т независимы V = RT/p зависим
С = K + N – Ф • К – число независимых компонентов • Компонент – вещество, которое может быть выделено из системы. • Независимые компоненты – вещества, концентрации которых в системе могут быть изменены произвольно. • Число независимых компонентов в системе – число компонентов минус число уравнений реакций, связывающих их. SO2 + NO2SO3 + NO
Фазовая диаграмма • – график, изображающий области существования фаз в координатах независимых параметров (например, р – Т, С – Т). • Если независимых параметров 2 (р, Т), то С = К + 2 – Ф. S
Фазовая диаграмма серы С = К + 2 – Ф С = 3 – Ф
В каждой области С = 3 – 1 = 2 дивариантное равновесие Области существования фаз Мон. Ж. Ромб. Газ
В каждой области С = 3 – 2 = 1 моновариантное равновесие Сосуществование 2 фаз Мон. Ж. Зависимость р насыщенного пара жидкости от Т (Т кип от р) Ромб. SромбSгаз Газ
В каждой точке С = 3 – 3 = 0 нонвариантное равновесие Сосуществование 3 фаз Мон. Ж. Ромб. SжSмонSгаз Газ
1 Число степеней свободы 0 Уравнение Клаузиуса – Клапейрона 2 1 1 2 0 1 0 1 2 1
Привязка к давлению 1 атм
Привязка к температурам 1 атм 95о 119о 444о
Закон Рауля и его следствия Н2О 1 атм Тзам Тзам 0 Ткип 0 Ткип
Фазовые диаграммы двухкомпонентных систем (Т – С). Соответствие состав – свойства Т ж тв + ж тв С свойство С мех.смесь соед. неогр.р-мость огр.р-мость
Фазовая диаграмма двухкомпонентной системы (участок жидкость – пар)
Фазовая диаграмма СО2 6 атм 1 атм -79о 0о 25о
Фазовая диаграмма Н2О 1 атм 0о 100о
Механическая смесь (Pb – Sb) Т, oC ж. 630 ж. + тв.Pb 327 ж. + тв.Sb 246 тв.эвт. + тв.Pb тв.эвт. + тв.Sb Pb Sb 0 эвтектика 50 100 %Sb
Система с химическим соединением (Mg – Pb) Т, oC ж. +тв.Mg 650 ж. + тв.Mg2Pb ж. 460 ж. +тв.Pb ж. + тв.Mg2Pb тв.эвт.1 + тв.Mg тв.эвт.1 + тв.Mg2Pb 327 250 тв.эвт.2 + тв.Pb тв.эвт.2 + тв.Mg2Pb Mg Pb эвт.2 эвт.1 0 50 100 33 Mg2Pb %Pb
Система с неограниченной растворимостью (Ag – Au) Т, oC ж. 1063 ж. + тв.р-р тв.р-р 961 Ag Au 0 100 %Au
Система с ограниченной растворимостью (Pb – Sn) Т, oC 327 тв.р-р1 (Snв Pb) ж. тв.р-р2 (Pbв Sn) 232 ж. + тв.р-р1 ж. + тв.р-р2 183 эвт. + тв.р-р1 эвт. + тв.р-р2 Pb Sn 0 50 100 %Sn