Физическая химия. Часть 3. Фазовые равновесия и учение о растворах. Зенин Г.С - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Фазовые равновесия и учение о растворах
7
конец, если в систему, содержащую насыщенный раствор и осадок
соли, добавлять воду, т. е. изменять концентрацию раствора, то соль
из твердого состояния будет переходить в раствор. Влиять на фазо-
вые равновесия в системе могут не только давление, температура,
концентрация компонентов, но и другие параметры.
Правило
фаз Гиббса устанавливает математическую зависи-
мость 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, определяющих состояние системы, отнять
число уравнений, связывающих их в равновесной системе.
Так, например, для системы, состоящей из f фаз и k компонен-
тов, равновесие
в которой зависит от n внешних параметров, общее
число переменных, определяющих ее состояние, будет равно
()
1−+ kfn . Последний член этого выражения — это число концен-
траций, задающих состав системы: в каждой фазе число независи-
мых концентраций равно k – 1 (последняя концентрация определяет-
ся как разность между единицей и суммой остальных концентра-
ций), 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 по-
тенциалов каждого 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 компо-
нента, находящегося в f фазах, нужно f – 1 уравнений, 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 ши-
роко используется 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