Физико-химическое моделирование в нефтегазовой геохимии. Часть 1. Теория и методология физико-химического моделирования. Бычинский В.А - 31 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГУ | Иркутск

Составители: 

Рубрика: 

– 31 –
Õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë µ õàðàêòåðèçóåò ñîñòîÿíèå êàêîãî-ëèáî
ðàññìàòðèâàåìîãî êîìïîíåíòà i â ôàçå äàííîãî ñîñòàâà ïðè îïðåäå-
ëåííûõ âíåøíèõ óñëîâèÿõ è îïðåäåëÿåòñÿ ðàâåíñòâîì
,
,
i
i
TP
G
n
∂

µ=

∂

ãäå n
i
– ÷èñëî ìîëåé i-ãî êîìïîíåíòà.
Õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë çàâèñèò îò êîíöåíòðàöèè êàê äàííîãî
êîìïîíåíòà, òàê è îò êîíöåíòðàöèè êàæäîãî èç îñòàëüíûõ êîìïî-
íåíòîâ äàííîé ôàçû.
Õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë ÿâëÿåòñÿ âåëè÷èíîé, õàðàêòåðèçóþùåé
ñïîñîáíîñòü äàííîãî êîìïîíåíòà ê âûõîäó èç äàííîé ôàçû (ïóòåì
èñïàðåíèÿ, ðàñòâîðåíèÿ, êðèñòàëëèçàöèè, õèìè÷åñêîãî âçàèìîäåé-
ñòâèÿ è ò.ä.). Ïðè ôàçîâîì ïåðåõîäå õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë ÿâëÿåò-
ñÿ ôàêòîðîì èíòåíñèâíîñòè, à ôàêòîðîì ýêñòåíñèâíîñòè ñëóæèò
ìàññà ïåðåõîäÿùåãî êîìïîíåíòà. Ïåðåõîä äàííîãî êîìïîíåíòà ìî-
æåò ïðîèñõîäèòü ñàìîïðîèçâîëüíî òîëüêî èç ôàçû, äëÿ êîòîðîé åãî
õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë áîëüøå, â ôàçó, äëÿ êîòîðîé îí ìåíüøå. Òà-
êîé ïåðåõîä ñîïðîâîæäàåòñÿ óìåíüøåíèåì õèìè÷åñêîãî ïîòåíöèà-
ëà êîìïîíåíòà â ïåðâîé ôàçå è óâåëè÷åíèåì åãî âî âòîðîé.  ðå-
çóëüòàòå ýòîãî ðàçíîñòü ìåæäó õèìè÷åñêèì ïîòåíöèàëàìè äàííîãî
êîìïîíåíòà â ýòèõ äâóõ ôàçàõ óìåíüøàåòñÿ è, êîãäà çíà÷åíèÿ õèìè-
÷åñêîãî ïîòåíöèàëà êîìïîíåíòà â îáåèõ ôàçàõ âûðàâíèâàþòñÿ, äî-
ñòèãàåòñÿ ñîñòîÿíèå ðàâíîâåñèÿ.
 îáùåì ñëó÷àå óñëîâèåì ðàâíîâåñèÿ äëÿ âñåõ ôàçîâûõ ïåðå-
õîäîâ â ëþáîé ãåòåðîãåííîé ñèñòåìå ÿâëÿåòñÿ óñëîâèå: ïðè ðàâíî-
âåñèè õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë êàæäîãî äàííîãî êîìïîíåíòà äîëæåí
áûòü îäèíàêîâ âî âñåõ ôàçàõ ñèñòåìû.
Äåéñòâèòåëüíûé êîìïîíåíò – òîò, êîòîðûé ïðèñóòñòâóåò â
ôàçàõ ñèñòåìû õîòÿ áû â èñ÷åçàþùå ìàëûõ êîëè÷åñòâàõ. Âîçìîæ-
íûé êîìïîíåíò ìîæåò ïðèñóòñòâîâàòü òîëüêî â íåêîòîðûõ ôàçàõ
ñèñòåìû, à â äðóãèõ ïîëíîñòüþ îòñóòñòâóåò. Ñ òåðìîäèíàìè÷åñêîé
òî÷êè çðåíèÿ ðàçäåëåíèå êîìïîíåíòîâ íà äåéñòâèòåëüíûå è âîçìîæ-
íûå âàæíî ïîòîìó, ÷òî ðàâåíñòâî õèìè÷åñêèõ ïîòåíöèàëîâ êîìïî-
                             – 31 –
     Õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë µ õàðàêòåðèçóåò ñîñòîÿíèå êàêîãî-ëèáî
ðàññìàòðèâàåìîãî êîìïîíåíòà i â ôàçå äàííîãî ñîñòàâà ïðè îïðåäå-
ëåííûõ âíåøíèõ óñëîâèÿõ è îïðåäåëÿåòñÿ ðàâåíñòâîì
                               ∂G 
                         µi =       ,
                               ∂ni T , P
ãäå ni – ÷èñëî ìîëåé i-ãî êîìïîíåíòà.
      Õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë çàâèñèò îò êîíöåíòðàöèè êàê äàííîãî
êîìïîíåíòà, òàê è îò êîíöåíòðàöèè êàæäîãî èç îñòàëüíûõ êîìïî-
íåíòîâ äàííîé ôàçû.
      Õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë ÿâëÿåòñÿ âåëè÷èíîé, õàðàêòåðèçóþùåé
ñïîñîáíîñòü äàííîãî êîìïîíåíòà ê âûõîäó èç äàííîé ôàçû (ïóòåì
èñïàðåíèÿ, ðàñòâîðåíèÿ, êðèñòàëëèçàöèè, õèìè÷åñêîãî âçàèìîäåé-
ñòâèÿ è ò.ä.). Ïðè ôàçîâîì ïåðåõîäå õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë ÿâëÿåò-
ñÿ ôàêòîðîì èíòåíñèâíîñòè, à ôàêòîðîì ýêñòåíñèâíîñòè ñëóæèò
ìàññà ïåðåõîäÿùåãî êîìïîíåíòà. Ïåðåõîä äàííîãî êîìïîíåíòà ìî-
æåò ïðîèñõîäèòü ñàìîïðîèçâîëüíî òîëüêî èç ôàçû, äëÿ êîòîðîé åãî
õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë áîëüøå, â ôàçó, äëÿ êîòîðîé îí ìåíüøå. Òà-
êîé ïåðåõîä ñîïðîâîæäàåòñÿ óìåíüøåíèåì õèìè÷åñêîãî ïîòåíöèà-
ëà êîìïîíåíòà â ïåðâîé ôàçå è óâåëè÷åíèåì åãî âî âòîðîé.  ðå-
çóëüòàòå ýòîãî ðàçíîñòü ìåæäó õèìè÷åñêèì ïîòåíöèàëàìè äàííîãî
êîìïîíåíòà â ýòèõ äâóõ ôàçàõ óìåíüøàåòñÿ è, êîãäà çíà÷åíèÿ õèìè-
÷åñêîãî ïîòåíöèàëà êîìïîíåíòà â îáåèõ ôàçàõ âûðàâíèâàþòñÿ, äî-
ñòèãàåòñÿ ñîñòîÿíèå ðàâíîâåñèÿ.
       îáùåì ñëó÷àå óñëîâèåì ðàâíîâåñèÿ äëÿ âñåõ ôàçîâûõ ïåðå-
õîäîâ â ëþáîé ãåòåðîãåííîé ñèñòåìå ÿâëÿåòñÿ óñëîâèå: ïðè ðàâíî-
âåñèè õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë êàæäîãî äàííîãî êîìïîíåíòà äîëæåí
áûòü îäèíàêîâ âî âñåõ ôàçàõ ñèñòåìû.
      Äåéñòâèòåëüíûé êîìïîíåíò – òîò, êîòîðûé ïðèñóòñòâóåò â
ôàçàõ ñèñòåìû õîòÿ áû â èñ÷åçàþùå ìàëûõ êîëè÷åñòâàõ. Âîçìîæ-
íûé êîìïîíåíò ìîæåò ïðèñóòñòâîâàòü òîëüêî â íåêîòîðûõ ôàçàõ
ñèñòåìû, à â äðóãèõ ïîëíîñòüþ îòñóòñòâóåò. Ñ òåðìîäèíàìè÷åñêîé
òî÷êè çðåíèÿ ðàçäåëåíèå êîìïîíåíòîâ íà äåéñòâèòåëüíûå è âîçìîæ-
íûå âàæíî ïîòîìó, ÷òî ðàâåíñòâî õèìè÷åñêèõ ïîòåíöèàëîâ êîìïî-

Страницы