Физическая химия. Часть 3. Фазовые равновесия и учение о растворах. Зенин Г.С - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Фазовые равновесия и учение о растворах
28
3.4. Двухкомпонентные системы
3.4.1. Применение правила фаз Гиббса
к двухкомпонентным системам
Как было показано в разделе 3.3, фазовое равновесие одно-
компонентных систем зависит от двух параметров (температуры и
давления) и
p – T – диаграмма для них может быть изображена на
плоскости (см. рис. 3.2 и 3.3). Но если система содержит два компо-
нента (
A и B), то ее состояние зависит еще и от состава. Для полной
характеристики такой системы необходимо, кроме давления и тем-
пературы, 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, ко-
торые могут сосуществовать в такой системе, равно четырем: две
твердые, жидкая и газообразная.
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы должна
быть построена в пространственных координатах (давление, темпе-
ратура и состав), что неудобно для практического использования.
Поэтому обычно рассматривают плоские диаграммы состав – темпе-
ратура и состав – давление,
которые представляют собой сечения
объемной диаграммы при
p=const или T=const.
В изобарных или изотермических условиях
n=1 и условная ва-
риантность системы, в соответствии с правилом фаз Гиббса, опреде-
ляется 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 различным. 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 жидкость–жидкость), изменения давления в системе мало влия-
ют на состояние равновесия, и тогда можно ограничиться анализом
диаграмм температура–состав (такого типа диаграммы рассматри-
ваются для равновесий в растворах и расплавах). Если же в системе
имеется паровая фаза, то здесь давление оказывает
очень сильное

Страницы