Гетерогенные фазовые равновесия. Правило фаз

Общее условие фазовых равновесий. Равновесия в гетерогенных системах, в которых не происходит химического взаимодействия между компонентами, а имеют место лишь фазовые переходы, т. е. процессы перехода компонентов из одной фазы в другую (или в другие), называются фазовыми равновесиями. Рассмотрим сначала общее условие равновесия в гетерогенных системах, правило фаз и некоторые другие вопросы, относящиеся к любым случаям гетерогенных равновесий (как фазовым, так и химическим). Температуру и давление будем считать постоянными и одинаковыми для всех частей равновесной системы. [c.242]

Фазовые равновесия в гетерогенных системах. Правило фаз Гиббса. Гетерогенными фазовыми равновесиями называются равновесия, устанавливающиеся в физических процессах перехода веществ из одной фазы (простой или смешанной) в другие фазы (простые или смешанные). Такие равновесия наблюдаются при кипении жидкости под постоянным давлением (жидкость пар), плавлении кристаллов (твердое жидкость), при выделении кристаллов из насыщенного раствора соли (жидкость—твердое—пар) и т. д. Термодинамическое равновесие в гетерогенных системах характеризуется сколь угодно длительным сосуществованием нескольких фаз в условиях постоянства давления и температуры при этом концентрации веществ в каждой фазе и парциальные давления не изменяются, т.е. = О, и [c.156]

Фазовые равновесия в гетерогенных системах. Правило фаз Гиббса. Гетерогенными фазовыми равновесиями называются равновесия, устанавливающиеся в физических процессах перехода веществ из одной фазы (простой или смешанной) в другие фазы (простые или смешанные). Такие равновесия наблюдаются при кипении жидкости под постоянным давлением (жидкость пар), плавлении кристаллов (твердое жидкость), при выделении кристаллов из насыщенного раствора соли (жидкость—твердое—пар) и т. д. Термодинамическое равновесие в гетерогенных системах характеризуется сколь угодно длительным сосуществованием нескольких фаз в условиях постоянства давления и температуры при этом концентрации веществ в каждой фазе и парциальные давления не изменяются, т.е. 1 i dn.i = О, и как показано в гл. VII, 8, химический потенциал любого компонента I во всех фазах а, р, у... одинаков, т. е. р, = = [У. =. ... В целом многофазная гетерогенная система в состоянии истинного равновесия имеет минимальное абсолютное значение изобарного потенциала. [c.156]

Для вывода условий фазового равновесия ( 88) и правила фаз ( 89) мы для области невысоких давлений пара пользовались сопоставлением давления насыщенного пара данного компонента над разными фазами. Это свойство тоже характеризует способность его к выходу из данной фазы. Однако такой путь рассуждений является достаточным только для области невысоких давлений пара, когда к парам применимы законы идеальных газов и, следовательно, применимо ур. (VIH, 16). В общем же случае вместо давления следовало бы сопоставлять фугитивность насыщенного пара или, что является более общим, сопоставлять химические потенциалы. Можно показать, что для общего случая условием равновесия для всех фазовых переходов в любой гетерогенной системе является следующее [c.258]

Правило фаз (Д. Гиббс, 1873—1876) устанавливает, при каких условиях (температуре, давлении, концентрациях веществ) имеющиеся фазы гетерогенных систем находятся в состоянии термодинамического равновесия. Гетерогенные равновесия, при которых процесс перехода веществ из одной фазы в другую не сопровождается изменением их химического состава, называются фазовыми равновесиями (например, испарение, плавление, растворение, полиморфные превращения и др.). Для характеристики фазовых равновесий широко пользуются уравнением правила фаз, которое связывает число фаз Ф, число компонентов К и число степеней свободы С равновесных гетерогенных систем Ф-ЬС = К-Ь2. Это уравнение обычно применяют для определения числа степеней свободы, т. е. [c.66]

Основным законом учения о фазовых равновесиях в гетерогенных системах является правило фаз Гиббса, определяющее условия равновесия в таких системах. Это правило устанавливает соотношение между числом степеней свободы, числом независимых компонентов и числом фаз для систем, находящихся в термодинамическом равновесии. [c.197]

Правило фаз применимо не только к фазовым, но и к гетерогенным химическим равновесиям. Так, при газификации угля происходит реакция [c.87]

Гетерогенные фазовые равновесия. Правило фаз [c.68]

Каковы признаки и свойства гетерогенного фазового равновесия Сформулируйте правило фаз и объясните, что понимают под терминами фаза, независимый компонент, степень свободы. [c.168]

В настояш,ее время правило фаз применяют во многих областях науки и техники, продолжается работа по его углубленному анализу и развитию. Это было особенно заметно на примере работ, приуроченных к столетию открытия правила фаз [7, 8]. Для практики исследования гетерогенных равновесий особенно существенно, что правило фаз служит основой для стройной классификации обширнейшего экспериментального материала о фазовых равновесиях, позволяет анализировать диаграммы состояния гетерогенных систем разных типов, оценивать термодинамическую состоятельность построенных диаграмм. [c.19]

Исследование фазовых равновесий сводится главным образом к изучению температур, давлений и концентраций, при которых осуществляется равновесие между фазами. Физико-химический анализ неоднородных или гетерогенных систем, в состав которых входят растворы, представляет собой один из способов исследования растворов. Основным термодинамическим соотношением, дающим возможность ориентироваться в экспериментальном материале по равновесным гетерогенным системам, является правило фаз Гиббса ) [c.203]

Одним из наиболее общих законов гетерогенных (в том числе и фазовых) равновесий является правило фаз. Согласно этому правилу в равновесной системе число фаз Ф, число независимых компонентов К и число степеней свободы С связаны соотношением [c.134]

Будучи фундаментальным положением учения о гетерогенных равновесиях, правило фаз играет большую роль при анализе различных диаграмм состояния, которые обычно строят в координатах состав — температура и которые изображают на плоскости или в пространстве фазовые равновесия в различных системах в зависимости от их химического состава и температуры. Правило фаз позволяет определить максимально возможное число равновесных фаз системы в заданных условиях. Оно позволяет контролировать правильность экспериментального построения диаграмм состояния и устранять возможные ошибки в изображении фазовых равновесий. [c.268]

Существует несколько формулировок закона распределения для разных фазовых систем так, частные случаи закона распределения для равновесий в системе Ж — Г известны под названием законов Генри и Рауля. Равновесие фаз определяется правилом фаз. На основании правила фаз производят расчеты фазовых равновесий в различных гетерогенных системах и определяют количественный эффект изменения температуры, давления, концентрации реагентов. - [c.152]

Методологически по-новому изложен раздел о фазовых равновесиях и диаграммах состояния гетерогенных систем. При рассмотрении диаграмм состояния вместо обычно принятого последовательного изучения отдельных типов диаграмм состояния -сначала описаны все основные элементы их строения, а затем уже на примере отдельных типов диаграмм — правила работы с ними. Подобный способ изложения позволяет получить более целостное представление о геометрических особенностях диаграмм состояния и более глубоко освоить правила работы с ними. [c.4]

Основные научные работы посвящены изучению двойных систем. Предложил (1909) вывод уравнения всех типов диаграмм состояния двойных систем и разработал методику исследования металлических сплавов. Высказал (1911), предположение о существовании в высокоуглеродистых сплавах карбидов различного состава. Исходя из правила фаз Гиббса, вывел условия фазового равновесия в гомогенных и гетерогенных системах, состоящих из двух или нескольких компонентов. Построил диаграммы состояния для различных систем (около 100). [22, 97, 183] [c.110]

Чтобы использовать диаграммы состояния для решения практических задач, необходимо знание правил работы с ними. Поэтому в материале, излагаемом в части 2, помимо основных закономерностей учения о фазовых равновесиях приводится подробное описание приемов и правил работы с диаграммами состояния различных типов, позволяющими определять направление и характер процессов, происходящих в гетерогенных системах при изменении температуры, состав и количественное содержание в продуктах отдельных фаз. [c.188]

Правило фаз справедливо для любых гетерогенных равновесий (химических равновесий в гетерогенных системах и чисто фазовых равновесий). На основании правила фаз системы классифицируются по числу компонентов и по числу степеней свободы. [c.183]

Одним из самых общих законов физической химии является закон равновесия фаз, называемый правилом фаз. Он был сформулирован Дж. В. Гиббсом в 1878 г. Это правило основано на втором законе термодинамики и справедливо для любых гетерогенных систем, находящихся в состоянии химического и фазового равновесия. [c.129]

Н. С. Курнаков создал общую теорию условий равновесного состояния гетерогенных систем, он же математически обосновал правила построения диаграмм фазовых равновесий этих систем. Его открытия легли в основу современной металлургии и силикатной технологии. [c.4]

Правило фаз — важнейший закон гетерогенного химического и, прежде всего, фазового равновесия. Это правило позволяет априорно характеризовать фазовый состав какой угодно сложной многокомпонентной системы при заданном числе независимых переменных, [c.574]

Правило фаз. К наиболее общим законам гетерогенного равновесия (химического и фазового) относится правило фаз, сформулированное Дж. Гиббсом в конце прошлого века. Согласно правилу фаз, числа степеней свободы С, фаз Ф, независимых компонентов К и внешних условий п, влияющих на равновесие, взаимосвязаны соотношением [c.153]

А.Г. Морачевский, Б.П. Никольский, М.М. Шульц. Кандидатская диссертация Н.А. Смирновой (1961 г.) и труды в последующие 7 лет были посвящены проблемам термодинамики гетерогенных систем. Ею был сформулирован подход к изучению многокомпонентных, многофазных систем, позволивший существенно упростить их описание, получено обобщение правил Вревского на многофазные системы, предложено уравнение политермы взаимной растворимости жидкостей, выполнены прецизионные экспериментальные исследования фазовых равновесий. [c.164]

Как и ранее, в качестве основных параметров гетерогенного равновеспя примем температуру, давление и концентрацию в различных фазах. Отметим сразу же, что среди указанных параметров состояния главную роль мы отводим температуре и концентрации, так как будем рассматривать в дальнейшем системы, образованные конденсированными фазами, для которых роль давления сравнительно невелика. Поэтому вариантность системь , определяемая при помощи правила фаз, в этих случаях снижена на единицу. Зная зависимость между параметрами состояния, можно не только определить состояние равновесия гетерогенной системы, но и предсказать характер фазовых превращений при изменении температуры, давления и концентрации в определенном направлении. [c.254]

Равновесие фаз определяется правилом фаз. На основании правила фаз производят расчеты фазовых равновесий в различных гетерогенных систелшх и определяют количественный эффект изменения температуры, давления, кош1,ентрации реагентов. [c.158]

ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ — термодинамич. равновесие в гетерогенных системах, в к-рых не происходит химич. взаимодействия между компонентами, а имеют место только процессы перехода компонентов из одной фазы в другую. Условием Ф. р. сгтстемы является равенство химического потенциала любого данного компонента во всех фазах. Частный случай Ф. р.— равновесие между различными агрегатными состояниями вещества. См. также Фаз правило. [c.187]

Из соотношения (1.1) видно, что при сохранении приблизительно постоянного перепада давления в колонках (а onst) повышение давления в ней изменяет удерживание сорбата за счет изменения коэффициента распределения Г и отношения xi/x (из-за растворимости элюента в неподвижной фазе). Величина xi/x изменяется, как правило, весьма незначительно, в то время как величина Г может изменяться с давлением в чрезвычайно широких пределах. Так как хроматографический процесс рассматривают как равновесный (исключение составляют режимы с большими значениями а, см. главу II), то коэффициент распределения Г является константой фазового равновесия сорбата в гетерогенной системе жидкость (твердое тело)—газ, т. е. истинным коэффициентом Генри, определяемым как [c.12]

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]

Основоположником теории физико-химического анализа гетерогенных систем является Гиббс, сформулировавший в 1874 г. правило фаз. Идеи Гиббса в области фазовых равновесий нашли практическое применение в работах Ле-Шателье, Вант-Гоффа, Розебома, Скрейнема-керса, Ван-Лаара, Д. П. Коновалова, И. Ф. Шредера, В. Ф. Алексеева, Г. А. Таммана и других ученых. Выдающаяся роль в разработке теории и экспериментального применения физико-химического анализа при исследовании гетерогенных систем принадлежит акад. Н. С. Кур-накову, основателю большой школы советских физико-химиков. Н. С. Курнаков впервые создал высокочувствительный прибор для регистрадии кривых нагревания и охлаждения (самописец Курнакова), позволяющий производить автоматическую запись термограмм. [c.3]

Качественная характеристика гетерогенных многофазных систем, в которых совершаютя 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.161]

Применение к поли.мернъгм системам правила фаз, этого, по выражению А. В. Раковского, единственно широкого обобщения в учении о равновесии гетерогенных систем, оказавшего химии неисчислимые услуги и позволившего исследовать и классифицировать чрезвычайно обширный и сложный комплекс явлений химических равновесий , ставит науку о переработке полимеров через растворы в один ряд с такими теоретически обоснованными прикладными дисциплинами, как галургия, металлургия, ректификация и т. п. В этом смысле, например, выделение полимера из раствора, связанное с образованием новой фазы, в принципе не отличается от фазовых превращений, с которыми имеют дело названные науки. [c.19]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология