Физическая химия. Ч.3. Фазовые равновесия и учение о растворах. Зенин Г.С - 29 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Фазовые равновесия и учение о растворах
29
3.4. Двухкомпонентные системы
3.4.1. Применение правила фаз Гиббса к двухкомпонентным
системам
Как было показано в разделе 3.3, фазовое равновесие однокомпонентных
систем зависит от двух параметров (температуры и давления) и p – T – диа-
грамма для них может быть изображена на плоскости (см. рис. 3.2 и 3.3). Но ес-
ли система содержит два компонента (A и B), то ее состояние зависит еще и от
состава. Для полной
характеристики такой системы необходимо, кроме давле-
ния и температуры, знать еще концентрацию одного из компонентов (для дру-
гого компонента X
B
=1 – X
A
).
Для таких систем, где число компонентов k=2 (A и B) и число параметров
n=2 (T и p), уравнение Гиббса (
f
n
k
s
−
+
=
) принимает вид
f
f
s
−
=
−
+
=
422.
При числе фаз f=f
min
=1 число степеней свободы s=s
max
=4–1=3 (T, p, X) , а
при s=s
min
=0 – f=f
max
=4, т. е. максимальное число фаз, которые могут сосущест-
вовать в такой системе, равно четырем: две твердые, жидкая и газообразная.
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы должна быть построе-
на в пространственных координатах (давление, температура и состав), что не-
удобно для практического использования. Поэтому обычно рассматривают
плоские диаграммы состав – температура и состав – давление,
которые пред-
ставляют собой сечения объемной диаграммы при p=const или T=const.
В изобарных или изотермических условиях n=1 и условная вариантность
системы, в соответствии с правилом фаз Гиббса, определяется уравнением
s=k+1–f, т. е. если k=2, то при f
min
=1 s
max
=2, а при s
min
=0 f
max
=3.
Агрегатное состояние фаз, находящихся в равновесии, может быть раз-
личным. Здесь будут рассмотрены диаграммы равновесия в двухкомпонентных
системах:
⎯
твердая фаза (или две твердых фазы) – жидкость (раздел 3.4.2);
⎯
жидкость – жидкость (раздел 3.4.3);
⎯
пар (газ) – жидкость (раздел 3.4.4).
Если система является конденсированной (твердое–жидкость или жид-
кость–жидкость), изменения давления в системе мало влияют на состояние
равновесия, и тогда можно ограничиться анализом диаграмм температура–
состав (такого типа диаграммы рассматриваются для равновесий в растворах и
расплавах). Если же в системе имеется паровая фаза, то здесь давление
оказы-
вает очень сильное влияние на фазовые равновесия, и тогда необходимо анали-

Страницы