Понятие о компонентах и фазах. Гетерогенные равновесия

Основные понятия фазового равновесия. Фаза. Компонент. Степень свободы системы. Физически однородная часть системы называется фазой. Фаза может быть компактной (в форме монолитной части системы) и раздробленной (в форме отдельных обособленных частиц). Если система состоит из двух или большего числа фаз (гетерогенная система), то каждая фаза отделена от других фаз поверхностью раздела, при переходе через которую свойства изменяются срсачком — от свойств одной фазы до свойств другой фазы. Так как при небольших давлениях газы смешиваются между собой во всех отношениях, то газообразных фаз в системе может быть только одна, жидких же и твердых — сколько угодно. Например, смесь воды и бензола при наличии в сосуде двух слоев представляет собой систему из двух жидких фаз в системе [c.99]

Качественная характеристика гетерогенных многофазных систем, в которых совершаются процессы перехода компонентов из одной фазы в другую (фазовые переходы) дается правилом фаз Гиббса. Это правило основано на втором законе термодинамики и относится только к системам, находящимся в состоянии истинного равновесия , Основными понятиями правила фаз являются фазы, компонент и степень свободы. [c.162]

Все химические и физико-химические процессы, протекающие в силикатных материалах при их синтезе и эксплуатации, подчиняются законам фазового равновесия. Фазовые равновесия — это такие равновесия в гетерогенных системах, при которых не происходит химического взаимодействия между компонентами, а осуществляются лишь переходы компонентов из одной фазы в другую. К основным понятиям фазового равновесия относятся система, фаза, компоненты и число компонентов. [c.45]

Понятия о компонентах, фазах и степенях свободы систем принадлежат Гиббсу, который дал общее математическое выражение равновесий, известное под названием п р а в и л а фаз. Гиббс установил условия равновесия в гетерогенных системах, имея в виду соотношение между числом фаз компонентов и степенями свободы системы. Правило фаз дает возможности рационально классифицировать гетерогенные системы, установить их общие закономерности и условия, при которых данная система может находиться в равновесии. Надо отчетливо различать фазы, компоненты и степени свободы системы, а также независимые переменные, определяющие условия (факторы) равновесия системы давление, температуру и концентрацию компонентов. [c.50]

Понятие о компонентах и фазах. Гетерогенные равновесия 19 [c.19]

Теоретической основой физико-химического анализа послужили классические работы Дж. В. Гиббса (1873—1876), в которых автор, исходя из обоих начал термодинамики, вывел основные законы, которым подчиняются равновесия в гетерогенных системах, образованных двумя или несколькими компонентами, дал понятие о фазах и компонентах и установил правило фаз. [c.265]

Равновесие гомогенных систем регулируется законом действующих масс. При равновесии гетерогенных систем этот закон имеет ограниченное применение. Равновесие в гетерогенных системах регулируется правилом фаз. Правило фаз было сформулировано в 1876 г. Гиббсом, а применение его к различным гетерогенным системам детально разработано Н. С. Курнаковым и его сотрудниками. Чтобы выяснить сущность правила фаз, сначала необходимо рассмотреть такие основные понятия, как фаза, компонент, степень свободы. [c.251]

Правило фаз Д. Гиббса установило закономерность, существующую в равновесиях между двумя или более веществами или целой системой веществ. Понятия о фазах и компонентах в связи с правилом фаз внесли единство и простоту при изучении сложных химических равновесий и послужили основанием для классификации сложных явлений. Это позволило объединить в одну стройную систему все данные, полученные при изучении многочисленных гетерогенных систем. На основе учения о фазах возникла новая наука, изучающая не отдельные оторванные друг от [c.331]

В главах, посвященных растворимости, подчеркнута связь последних с диаграммами плавкости. Рассмотрены диаграммы плавкости систем с летучими компонентами, дано понятие о р—Г-диаграммах не только для однокомпонентных систем, но и для более сложных систем. Отдельные главы посвящены водно-солевым равновесиям с широким использованием исследований Вант-Гоффа. Кратко охарактеризованы диаграммы более сложных систем. Гетерогенные равновесия, за небольшим исключением, рассматриваются в общем виде, без учета специфики исследуемых веществ. Открытие Н. С. Курнаковым бертоллидных фаз и бертоллидов привело к пересмотру основного понятия о химическом индивиде. [c.3]

Что касается гетерогенных реакций, то для них будет показано, что понятие произведения реакции и константы равновесия сохраняет смысл, если хотя бы один из компонентов реакции находится в фазе переменного состава. При этом для величин П и /С сохраняются выражения (11.26) и (11.25), но в них вводятся только концентрации компонентов реакции, находящихся в фазе переменного состава.-При этом принято для газов в качестве меры их концентрации использовать парциальные давления. С учетом сказанного для реакции Zn + 2Н = = Zn - - Н2 произведение реакции запишется в виде [c.177]

Правило фаз Гиббса установило закономерность, существующую в равновесиях между двумя или более веществами или целой системой веществ. Понятия о фазах и компонентах в связи с правилом фаз внесли единство и простоту при изучении сложных химических равновесий и послужили основанием для классификации сложных явлений . Правило фаз позволило объединить для классификации в одну стройную систему все данные, полученные при изучении многочисленных гетерогенных систем. На основе учения о фазах возникла новая наука, изучающая не отдельные оторванные друг от друга химические индивиды, а их совокупность, их взаимоотношения и превращения. Учение о фазах позволило решить проблему о равновесии неоднородных систем, построенных из нескольких фаз. [c.80]

В гетерогенных системах возможны как химические реакции, так и переходы веществ из одной фазы в другую (агрегатные превращения, растворение твердых веществ и др.). Равновесию гетерогенных систем отвечает равенство химических потенциалов каждого компонента во всех фазах, а также минимальное значение изохорного или изобарного потенциалов или максимальное значение энтропии всей системы при определенных условиях. Если в систему входит хотя бы одна фаза, состав которой изменяется в процессе приближения к равновесию, то равновесное состояние фазы и всей системы характеризуется константой равновесия, например в системах, состоящих из индивидуальных веществ в конденсированном состоянии и газов. В системах, состоящих из индивидуальных веществ в конденсированном состоянии, в которых состав фаз в ходе процесса не изменяется, а процесс идет до полного исчезновения одного из исходных веществ (например, полиморфные превращения веществ), понятие константы равновесия неприменимо. [c.161]

Выведенные соотношения играют большую роль при изучении равновесий как в гомогенных, так и в гетерогенных системах. Нужно иметь в виду, что понятия изобарного потенциала системы и химического потенциала компонента системы нетождественны. Химический потенциал i данного вещества в какой-нибудь смешанной фазе равен парциальному значению изобарного потенциала G этого вещества в данной фазе. Поэтому в простых фазах величине химического потенциала соответствует просто изобарный потенциал данного вещества. [c.107]

Во второй половине XIX в. получила развитие термодинамика. Важным этапом, непосредственно подготовившим возникновение физико-химического анализа, явились труды Дж. В. Гиббса (1873—1876 гг.), давшего на основе начал термодинамики закономерности равновесий в сложных гетерогенных системах, установившего понятия фазы, числа компонентов, степени свободы и сформулировавшего правило фаз. [c.6]

За последнее десятилетие гиббсовская термодинамика гетерогенных систем вступила в новый этап своего развития, вызванный к жизни возможностями использования современных численных методов и технических средств для решения задач, требующих большого объема вычислений. На этом этапе не формулируются новые принципы учения о гетерогенных равновесиях, но чрезвычайно расширяется сфера его практического применения для количественных расчетов свойств конкретных объектов. Естественно, что при этом наблюдается смещение центра тяжести сложившейся системы понятий и выводов. Правила или соотпошения, считавшиеся важнейшими, основными, перестают иногда выполнять эту роль, а второстепенные, не рассматривавшиеся ранее в качестве принципиальных направления исследований оказываются на новом этапе исключительно по.пезными и быстро развиваются. Например, при качественном анализе гетерогенных равновесий важнейшим термодинамическим вьто-дом является правило фаз Гиббса, позволяющее ориентироваться в сложных взаидюсвязях строения многофазной системы и внешних параметров, при которых она находится. Математически правило фаз выражает, как известно, условие существования решения системы уравнений, описывающей фазовые равновесия. При количественных расчетах правило фаз получается как естественный и далеко не самый важный результат решения этой системы уравнений. С другой стороны, при качественном анализе равновесий совершенно несущественна форма функциональной зависимости химических потенциалов компонентов от термодинамических параметров для численного же решения задачи ее необходимо знать. Не удивительно поэтому, что способам аппроксимации термодинамических функций уделяется значительно больше внимания, чем прежде. [c.3]

Кроме фазы важтюе значение при исследованиях равновесия термодинамических систем (как гетерогенных, так и гомогенных) имеет понятие компонент. Это такая часть сис1емы. содержание которой не зависит от содержания других частей. Смесь газов является однофазной, но многокомпонентной системой компонентов в смеси химически не реагирующих газов столько, [c.22]

Кроме фазы существенное значение при исследовании равновесия термодинамических систем (как гетерогенных, так и гомогенных) имеет понятие компоненты. Это такая часть системы, содержание которой не зависит от содержания других частей [68. Смесь газов является однофазной, но многокомпонентной системой компонент в смеси химически не реагирующих газов столько, сколько в ней различных газов (см. Раздел 2.3.2). Вода, как и лед, также является однофазной системой, но однокомпонентной, так как водород и кислород в ней входят в определенном отношении количество одного зависит от количества другого. И вообще, если в фазе имеется N различных веществ (химических элементов), между которыми существует п химических реакций, то число компонент (независимых веществ) в такой фазе (Л -/ ) [68. [c.89]

Представления о гомогенных и гетерогенных системах и фазах, изложенных в предыдущей главе, следует дополнить понятиями о компонентах и степенях свободы. Компонентами называют индивидуальные вещестза системы, концентрации которых определяют состав всех ее фаз, т. е. веществ в системе может быть больше, чем требуется для описания состава всех ее фаз. Например, при установлении равновесия [СаСОз] = [СаО] + (СО,) [c.71]

При расчете гетерогенных реакций, в которых отсутствуют газы и растворы, например между взаимнонерастворимыми твердыми фазами, понятие константы равновесия теряет физический смысл. В этом случае условие АС = АС <0, т. е. > 1, является условием самопроизвольного протекания реакции до полного исчерпания компонента, находящегося в недостатке. Примером такой реакции является алюмотермическая реакция восстанов1ения железа [c.402]

Один из основоположников термодинамики. Предложил (1873) графические модели описания термодинамических свойств вещества. Разработал (1875—1878) теорию термодинамических потенциалов. Изучил (1875) условия равновесия гетерогенных систем. Вывел (1875—1878) правило фаз, согласно которому в равновесной гетеро-1 гнной системе число фаз не может превышать числа компонентов системы, увеличенного на два. Предложил (1878) графическое изображение состояния трехкомпонентной системы (треугольник Гиб-бса). Заложил основы термодинамики поверхностных явлений и электрохимических процессов ввел понятие адсорбции. Дал [c.140]

Определим основные для гетерогенных систем понятия числа компонентов, числа фаз и числа степеней свободы, которые необходимы для формулировки правила фаз. Число компонентов К есть наименьшее количество составляющих веществ, необходимое для описания системы. Для случая химического взаимодействия между веществами оно равняется общему числу составляющих веществ минус число химических реакций между ними, с помощью которых устанавливается равновесие. Фаза иредставляет собой совокупность ограниченных поверхностями раздела физически однородных участков системы одинакового химического состава и с одинаковыми термодинамическими свойствами. Нанример, в трехкомпонентной системе Н2О, Na I и KG1 могут находиться четыре фазы пары воды, насыщенный раствор обеих солей и две твердые фазы Na l и КС1. Число фаз обозначим буквой Ф. Числом степеней свободы С называют количество независимых термодинамических параметров (температура, давление, концентрация и т. д.), которые могут произвольно изменяться без изменения числа фаз. [c.106]