ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Правило фаз из "Теоретические основы химической электротермии" Число уравнений равно числу рассматриваемых реакций N. При расчете равновесия следует учитывать только независимые реакции, т. е. такие, в которых образуется новое соединение, не участвующее в учтенных ранее реакциях. [c.10] Равенства химических потенциалов каждого вещества, находящегося в различных сосуществующих фазах — Дц1,1 = =Ар1,п Ац2,1 = Ац2,ц и т.д. Тогда, когда вещество не образует самостоятельной фазы, его химический потенциал Ар, = = ц° + 7 1па, где а — активность. При определении А х реакции исходные термодинамические характеристики веществ должны соответствовать его состоянию в указанной фазе. Число уравнений этой группы равно (Ф — 1) , где к — число различных индивидуальных веществ Ф — число сосуществующих фаз. [c.10] В общее число определяемых параметров входят температура и давление, являющиеся общими для всех фаз системы, а также концентрации всех веществ во всех фазах ( Ф). [c.11] Полученное выражение есть уравнение правила фаз (правила Гиббса) [1, с. 119]. Его используют для термодинамического анализа многокомпонентных многофазных систем. [c.11] Сложность термодинамического анализа указанных систем заключается в том, что при большом числе фаз и реагирующих веществ количество уравнений связи и определяемых параметров резко возрастает. Совместное решение всех уравнений становится сложным, а потому часто прибегают к предположению о заторможенности ряда процессов. Такие предположения, которые не всегда могут быть оправданы, вносят в расчет некоторый произвол. [c.11] Между тем, функция Ро объединяет все исходные уравнения поэтому знания вида ее и использование в расчетах обуславливает одновременный учет всех условий равновесия. Таким образом, термодинамический анализ системы следует проводить с помощью функции Ро. [c.11] Для определения Ро необходимо знать число входящих в нее параметров, т. е. определить I. Уравнение (I. 1) показывает, что должно быть задано число компонентов к, число независимых реакций Ы, число фаз Ф и дополнительных условий п. Число фаз определяется температурой и физико-химическими свойствами реагентов, число же реакций и компонентов определяют, исходя из следующих рассуждений. [c.11] Эти реакции независимы, так как в каждой из них образуются новые вещества (А/ или Bj). Любая из них не является суммой каких-либо других реакций, поскольку слева находятся только вещества Ai или Bj. Число этих реакций равно N = = I= М. Тогда f — k — Ф- -2 —Af — п, где М — число сложных веществ, а к = М Y. Здесь У — число элементов, которые либо присутствуют в системе, либо введены в нее условно, число их достаточно для создания любого Ai и В,-. [c.12] Обмен между фазами осуществляется за счет перехода СаО и СО2. Следовательно, здесь У = 2, Ф = 3 (СаО, СаСОз, газ) и /==2 — 3-Н2=1. Функция Fo содержит 2 параметра Fq P, Т)= 0. Число независимых реакций N — I, так как число компонентов k = 3. [c.13] При введении углерода появляется новая фаза, в обмен между ними включаются кислород и углерод, и число элементов увеличится до 3 (С, О, СаО). В этом случае f = 3 — 4 + 2= 1. Число компонентов также увеличится, так как появятся СО, С и О2, поэтому k = Q и N = 6 — 3 = 3. [c.13] Поскольку СаСг образует самостоятельную фазу, то Ф = 5 и f = 3 — 5 + 2 = 0, т. е. [c.13] Как следует из этого результата, возможно только одно значение температуры и, соответствующее этой температуре, значение давления, при которых сосуществуют СаСОз, СаО, СаСг, С. Давления СО, СО2, Са, О2 легко могут быть определены расчетом для этой температуры. [c.13] Известно, что число степеней свободы не может быть менее О и, следовательно, У — Ф + 2 0. Таким образом, можно определить максимальное число сосуществующих фаз при заданном числе У Ф У + 2. Это позволяет сделать некоторые выводы, не прибегая к расчету. [c.13] мы можем исключить его из рассмотрения и тогда равновесие с расплавами становится реальным, причем помимо газа в равновесии будут находиться СаО и a j (твердые и жидкие), а также С. [c.14] Главное достоинство правила фаз заключается в возможности делать выводы о числе сосуществующих фаз и направлении взаимодействия между фазами, не прибегая при этом к термодинамическим расчетам. Другой важный результат, получаемый с помощью этого правила, состоит в отыскании числа необходимых реакций, которые следует учесть для определения общего равновесия. [c.14] Вернуться к основной статье