Составители:
Рубрика:
Фазовые равновесия и учение о растворах
7
случае таким параметром является давление. И, наконец, если в систему, со-
держащую насыщенный раствор и осадок соли, добавлять воду, т. е. изменять
концентрацию раствора, то соль из твердого состояния будет переходить в рас-
твор. Влиять на фазовые равновесия в системе могут не только давление, тем-
пература, концентрация компонентов, но и другие параметры.
Правило фаз Гиббса устанавливает математическую зависимость между
числом компонентов и фаз в равновесной системе и её
вариантностью, т. е.
числом степеней свободы.
Числом степеней свободы (s) называется число параметров системы,
которые можно изменять независимо друг от друга без изменения числа фаз.
Это число можно рассчитать, если от общего количества переменных, опреде-
ляющих состояние системы, отнять число уравнений, связывающих их в равно-
весной системе.
Так, например, для системы, состоящей из
f фаз и k компонентов, равно-
весие в которой зависит от
n внешних параметров, общее число переменных,
определяющих ее состояние, будет равно
(
)
1
−
+
kfn . Последний член этого
выражения – это число концентраций, задающих состав системы: в каждой фазе
число независимых концентраций равно
k – 1 (последняя концентрация опреде-
ляется как разность между единицей и суммой остальных концентраций), а во
всех фазах их число равно
f(k – 1).
Эти параметры в равновесной системе связаны уравнениями равенства
химических потенциалов, так как последние зависят от концентрации.
Число уравнений, определяющих равенство химических потенциалов ка-
ждого компонента во всех фазах, на единицу меньше числа фаз, так как если
() ( )
II
i
I
i
µ=µ
, а
()
(
)
III
i
II
i
µ=µ
, то
()
(
)
III
i
I
i
µ=µ
, или для f фаз
(
)() ()
f
i
II
i
I
i
µ==µ=µ ...
. Таким
образом, для каждого компонента, находящегося в
f фазах, нужно f – 1 уравне-
ний, а для всей системы, состоящей из
k компонентов,
(
)
1
−
fk уравнений.
Число степеней свободы
)1()1(
−
−
−
+
=
f
k
k
f
n
s
;
f
n
k
s
−
+
=
. (3.2)
Полученное уравнение называется
правилом фаз Гиббса и широко ис-
пользуется при рассмотрении фазовых равновесий.
В частном случае, для системы, равновесие в которой зависит только от
давления и температуры, число внешних параметров
n=2 и
f
k
s
−
+
=
2 . (3.3)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- …
- следующая ›
- последняя »
