Химическое равновесие в гомогенных системах (жидкая

Растворы — гомогенные системы переменного состава, находящиеся в состоянии химического равновесия. Растворы представляют собой дисперсные системы, в которых частицы одного вещества равномерно распределены в другом. Дисперсные системы по характеру агрегатного состояния могут быть газообразными, жидкими и твердыми, а по степени дисперсности — взвесями, коллоидными и истинными растворами. Частицы взвесей обычно имеют размер порядка 1 мкм и более. Такие частицы сохраняют все свойства фазы. Поэтому взвеси следует рассматривать как гетерогенные системы. Характерным признаком взвесей служит их нестабильность во времени. Они расслаиваются, причем диспергированная фаза (т.е. вещество, распределенное в среде) выпадает в виде осадка или всплывает в зависимости от соотношения плотностей. Примерами взвесей могут служить туман (жидкость распределена в газе), дым (твердое - - газ), суспензии (твердое + жидкость), эмульсии (жидкость - - жидкость), пены (газ + жидкость). [c.146]

Определение химического равновесия в гомогенных системах (жидкая фаза) [c.252]

Решение. Определим сначала фазовые состояния систем в различных областях диаграммы. В области I все системы гомогенные. Одна жидкая фаза, расплав /у л == 2. В области II системы гетерогенные. В равновесии находятся кристаллы компонента А и расплав /уел = 1- В области III системы гетерогенные. В равновесии находятся расплав и кристаллы неустойчивого химического соединения А В /уел = 1. В области IV системы гетерогенные. В равновесии находятся кристаллы В и расплав = 1. В области V все системы гетерогенные. В равновесии находятся две твердые фазы, кристаллы компонента В и кристаллы химического соединения А Ву. При температурах ниже Ti химическое соединение становится устойчивым fy J = 1, В области VI все системы гетерогенные. В равновесии находятся кристаллы А и Aj-By /удл = 1. В точке э сосуществуют в равновесии три фазы. Две твердые, кристаллы А, кристаллы А Ву и расплав /усл=0-В точке р в равновесии три фазы, кристаллы В, кристаллы соединения Аа Ву, которое становится устойчивым при температуре плавления Ti, и расплав = 0. [c.243]

Гомогенные жидкие системы представлены на основе современных теоретических или экспериментально найденных закономерностей. Рассмотрены системы только из жидких веществ при обычной или лишь немного повышенной температуре. Эти системы имеют много общего, почему их рассмотрение в курсе физико-химического анализа уместно. Еще более общими являются положения, связанные с гетерогенными равновесиями — диаграммами расслаивающихся жидких систем, а также с диаграммами давления пара и температуры кипения. [c.4]

Вывод уравнения (241) мы относили к гомогенной реакции, но это ограничение легко снимается, и уравнение становится приложимым к любому химическому равновесию (независимо от присутствующих фаз). Если реагирующая система наряду с газообразной фазой содержит твердую и жидкую фазы, то ясно, что когда система в целом будет находиться в равновесии, то будут иметь место и химическое равновесие в газообразной фазе и фазовое равновесие между различными фазами. Другими словами, любую реакцию можем условно рассматривать как гомогенное равновесие в газовой фазе, поскольку можно считать, что все вещества обладают некоторым давлением насыщенного пара. Кроме того, для равновесия между фазами мы имеем уравнения [c.202]

Химические реакции в гетерогенной системе, состоящей из жидкого вещества и газов, протекают в газовой фазе между насыщенным паром жидкого вещества и газами. В результате этого в системе наступает равновесие в газовой фазе, которое следует всем законам гомогенных газовых реакций. Следовательно, в случае гетерогенной системы, состоящей из газообразных и жидких веществ, закон действующих масс следует применять к гомогенной фазе, при этом не следует учитывать парциальное давление паров присутствующих жидких веществ, так как они сохраняют постоянное значение. [c.51]

Наиболее полное и последовательное выражение эта теория получила в трудах Менделеева. В его классических экспериментальных исследованиях О соединении спирта с водой (1865), Исследование водных растворов по удельному весу (1887), а также в Основах химии защищается взгляд на растворы как на жидкие гомогенные системы, в которых устанавливается динамическое равновесие между разнообразными нестойкими соединениями воды с растворенным веществом. Менделеев считал, что в водном растворе существуют обычные определенные химические соединения растворенного вещества с водой, многие из которых можно выделить из раствора в виде кристаллогидратов, другие же способны существовать только в растворах. Эти соединения подвержены частичной диссоциации, поэтому растворы нужно рассматривать как жидкие, непрочные, определенные соединения в состоянии диссо- [c.177]

Таким образом, процедура качественного химического анализа представляет собой последовательное отделение анаштических групп с дальнейшим откры-таем входящих в них ионов систематическим или дробным методами. В ходе выполнения анализа как систематическим, так и дробным методами аналитик управляет поведением ионов в растворе, прежде всего их концентрациями. Такое управление возможно на основе равновесных реакций путем смещения равновесий. В распоряжении аналитика два типа рав1ювеспых процессов — гомогенные и гетерогенные равновесия. Гомогенные равновесия — это диссоциация — ассоциация, окисление — восстановление, гидролиз, нейтрализация, комплексообразование. Количественное описание этих равновесий основано на законе действующих масс и уравнении Нернста для окислительновосстановительного потенциала системы. К гетероген-ныи равновесиям относятся, прежде всего, растворение и осаждение осадков, экстракционное распределение между двумя жидкими фазами и хроматографические процессы. Расчеты положения гетерогенного равновесия возможны на основе констант межфазных распределений, в первую очередь правила произведения растворимости. [c.72]

Условием равновесия в жидких растворах, как и в других гомогенных системах, является равенство химических потенциалов исходных и образующихся веш,еств [c.368]

В области / (рис. 33) все системы гомогенные. Фаза одна, жидкий расплав / урд = 2. В области II — системы гетерогенные. В равновесии находятся две фазы расплав и кристаллы компонента А / 1. В областях ИГ IV системы гетерогенные, в равновесии находятся две фазы жидкий расплав и кристаллы химического соединения Ах у, /уел 1- В области V системы гетерогенные. В равновесии находятся две фазы жидкий расплав и кристаллы В /уел — 1. В области VI [c.241]

Проследим процесс нагревания системы, состав которой а . До температуры система находится в кристаллическом состоянии. В равновесии находятся кристаллы А и кристаллы химического соединения А Вц. При температуре Та происходит плавление эвтектики состава э. Составы жидкой и твердой фаз остаются неизменными, пока не расплавится вся эвтектика. Отсюда температура на кривой охлаждения не меняется. Далее начинается плавление кристаллов Аз,В . При этом состав жидкого расплава меняется. Состав твердой фазы остается неизменным. При температуре Т 1 химическое соединение становится неустойчивым. Оно разлагается на кристаллы В и расплав. Так как система становится при температуре Тх безвариантной, то на кривой нагревания наблюдается температурная остановка. После исчезновения последнего кристалла химического соединения Аа В начинается плавление кристаллов компонента В, Состав расплава вновь начинает меняться, меняется и температура плавления системы. При температуре Гз состав расплава становится таким же, как и состав исходной системы йх- При этой температуре исчезает последний кристалл компонента В, система становится гомогенной и при дальнейшем нагревании ее фазовое состояние не меняется. Процесс нагревания и связанный с ним процесс изменения фазового состояния системы на диаграмме плавкости показаны стрелками. [c.243]

Как видим, появление дополнительно еще только одной жидкой фазы существенно усложняет общую картину фазового равновесия в двухкомпонентной системе. Очевидно, образование промежуточных твердых фаз в двухкомпонентной системе также должно внести самостоятельный элемент в диаграмму состояния. Как правило, промежуточные твердые фазы формируются на основе определенных химических соединений, которые могут плавиться конгруэнтно либо распадаться в результате перитектического превращения. Обсуждение характера концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала промежуточных, фаз следует вести в соответствии со строго термодинамически обоснованным понятием фазы. При этом требуется уточнение принадлежности растворов на основе существующих в системе определенных химических соединений к одной или разным фазам. Как известно, природа фаз определяется особенностями межмолекулярного взаимодействия. Последнее в первую очередь обусловлено сортом частиц, их образующих, так как именно природа частиц, образующих данную фазу, обусловливает величину и характер сил обменного взаимодействия, что приводит к формированию вполне определенных химических йязей. Если растворы и фазы различаются родом образующих их частиц (по сортности), то, следовательно, их химические составы (речь идет об истинных составах) качественно различны. Следствием этого является тот факт, что термодинамические характеристики фаз, различающихся родом частиц, описываются разными фундаментальными уравнениями. Это очень важное заключение с необходимостью приводит к выводу о том, что такие растворы даже в пределах одной гомогенной системы должны рассматриваться как самостоятельные фазы. Различие между зависимостями свойств растворов, имеющих качественно иные химические составы, от параметров состояния должно проявляться если не в виде функций, то по крайней мере в значениях постоянных величин, фигурирующих в уравнениях этих функций и отражающих специфику меж-частичного взаимодействия, а следовательно, и химическую природу сравниваемых растворов. В случае растворов или фаз переменного состава данному качественному составу или, иначе говоря, данному набору частиц по сорту отвечает конечный интервал Голичественных составов в данной системе, в пределах которого только и существует строго определенный единственный вид зависимости термодинамических и иных свойств от параметров состояния. Положение о том, что характер зависимости свойств от параметров состояния определяется качественным химическим составом, весьма существенно и названо А. В. Сторонкиным принципом качественного своеобразия определенных химических соединений. Значение этого принципа заключается в том, что его использование позволяет четко определить принадлежность рас- [c.293]

Физико-химический анализ жидких систем рассматривает как гомогенные, так и гетерогенные равновесия. В этой главе будут рассмотрены некоторые вопросы гомогенных жидкофазных равновесий в двойных системах. [c.374]

Настоящая книга представляет собой учебник по курсу физической химии для химических техникумов. В ней, кратко рассматриваются важнейшие свойства веществ в газообразном, жидком и кристаллическом состояниях, строение атомов и молекул, законы термодинамики и их применение к химическим процессам (термохимия, равновесия в гомогенных и гетерогенных системах), правило фаз,, свойства растворов, электрохимия, учение о скорости химических реакций, катализ, свойства веществ в коллоидном состоянии. [c.3]

Количество твердых и жидких фаз в системе может быть любым, однако газовая фаза только одна, так как разные газы в условиях равновесия образуют гомогенную область. Следовательно, фаза не всегда должна состоять только из одного вещества определенного химического состава. Жидкий раствор или кристалл образуют одну фазу, если они во всех частях являются гомогенными. Вместе с тем, как было указано, система, состоящая из жидкости и пара, образует две фазы. То же относится и к двум не смешивающимся жидкостям или насыщенному раствору, в котором преобладает растворенное вещество (или растворитель). [c.22]

В. И. Касаточкина, который рассматривает графитацию как гомогенный процесс. Положения о фазовых состояниях гомогенной системы были развиты В. А. Каргиным и Г. Л. Слонимским [96] по отношению к полимерам. Под фазой они понимают гомогенную систему, находящуюся в термодинамическом равновесии. Гомогенная система, в которой нет поверхностей раздела между ее частями, может быть химически неоднородной. Понятие фаза не отождествляется с понятием агрегатное состояние . Так, твердые стеклообразные тела термодинамически являются жидкими фазами к твердым фазам относятся только кристаллические тела. Гомогенность понимается без учета неоднородностей, обусловленных молекулярным строением тела, и аморфный полимер считается гомогенным телом, а микрокристаллический полимер, в котором имеются неупорядоченные области, — гетерогенным. При этом авторы утверждают, что внутренние напряжения в полимере отражаются на форме кристаллов и ограничивают их рост. Пластинчатые и игольчатые формы вызывают меньше напряжений и потому быстрее растут. Развивающаяся кристаллизация приводит к минимуму внутренних напряжений и к наилучшим условиям для их релаксации, т. е. к уменьшению внутренней энергии. [c.203]

С помощью газовой хроматографии возможно определение коэффициентов распределения газ — жидкость или газ — твердое тело при малых концентрациях и конечных концентрациях, термодинамических функций сорбата (свободная энергия, энтальпия и энтропия) и, кроме того, следующих физико-химических характеристик констант устойчивости комплексов, коэффициентов активности, растворимости в системах газ — жидкость и жидкость — жидкость, характеристик специфического взаимодействия (водородной связи, комплексов с переносом заряда), структуры летучих и нелетучих соединений, давления пара веществ и их температуры кипения, вириальных коэффициентов, коэффициентов сжимаемости газов, поверхности твердых тел, пористости, размера частиц, кислотности, коэффициентов диффузии в газовой и жидкой фазах, констант скорости гомогенных и гетерогенных реакций, констант равновесия, молекулярных масс веществ, температур фазовых переходов, диэлектрической проницаемости и дипольного момента [c.186]

Система, состоящая нз иескольких фаз, называется гетерогенной. Фазой называется совокупность гомогенных частей системы, одинаковых по составу, химически. и физическим свойствам и отграниченных от других частей поверхностью. Жидкие и твердые фазы называются кондепсированпыми. Равновесие в системе, состояш,ей из нескольких фаз, называется гетерогенным или фазовым. [c.170]

Очень многие химические реакции, в том числе технически и жизненно важные, протекают в жидких растворах. Растворами называются гомогенные смеси переменного состава. Растворителем называют компонент, концентрация которого выще концентрации других компонентов. Растворитель сохраняет свое фазовое состояние при образовании растворов. В последние годы все более щирокое применение находят неводные растворители, например пропиленкарбонат, тетрагидрофуран, диметилсульфоксид, ацетонитрил и уксусная кислота. Так как на равновесие и кинетику этих реакций оказывает влияние растворитель, то процессы в растворах имеют свои особенности, поэтому рассматриваются в отдельной главе. Способы выражения концентрации растворов были указаны в гл. 4 и приложении 1. Кроме растворов в настоящей главе рассматриваются дисперсные, в том числе коллоидные, системы и реакции обмена ионами между твердым телом и жидкостью (ионообменные реакции). [c.204]

Рассмотрим систему, состоящую из трех гомогенных фаз, поверхности которых пересекаются по одной линии (рис. 2). Одна из фаз представляет собой жидкую линзу такого размера, при котором силы тяжести не оказывают сушественного влияния на форму ее поверхности. Если температура и химические потенциалы фазы постоянны и равны, а объемы фаз не изменяются при обратимом изменении положения поверхностей разрыва, общее условие механического равновесия системы согласно Гиббсу имеет вид [c.21]

Фазы, компоненты и степени свободы. Фазой называется часть системы, однородная во всех точках по химическому составу и физическим свойствам и отделенная от других гомогенных частей системы поверхностями раздела. Число различных фаз обозначается через р. Например, система, содержащая жидкую воду и несколько кусочков льда, но не содержащая газовой фазы, состоит из двух фаз. Число фаз не зависит от относительных количеств различных фаз. Так как газы полностью смешиваются друг с другом, они могут существовать в системе лишь в виде единственной газовой фазы. Правило фаз позволяет рассчитать максимальное число фаз, которое может находиться в равновесии друг с другом. [c.258]

В практике физико-химического исследования гомогенных равновесий в двойных жидких системах наибольшее распространение получили методы, основанные на изучении следующих групп свойств механических — плотность, вязкость, давление истечения поверхностных — поверхностное натяжение оптических — показатель преломления, оптическая плотность (в различных областях спектра), рассеяние света ядерно-магнитных — химический сдвиг, магнитная восприимчивость акустических — скорость распространения звука (адиабатическая сжимаемость) тепловых — теплоты смешения, теплопроводность электрических — электропроводность, числа переноса, электропотенциалы, диэлектрическая проницаемость. [c.55]

Одной из основных проблем физической химии является изучение равновесия снстем, в которых могут протекать те или иные превращения, например, химические реакции, переходы из одного агрегатного состояния в другое, образование растворов или их расслоенпе. В случае реакций в гомогенных системах—газообразных или жидких—мы имеем возможность найти константу равновесия п по ней рассчитывать как состав равновесных систем, так и количества прореагировавших веществ при переходе произвольной смеси к состоянию равновесия. [c.5]

Равновесие в гомогенных жидких системах. Закон химического равновесия, рассмотренный на примерах реакций в газовой фазе, справедлив и для реакций, протекаюш,нх в жидких системах и даже при участии в них какого-либо твердого вещества (реакции в конденсированной фазе). Классическим примером является реакция уксусной кислоты и этилового спирта (реакция образования СЛ0Ж1ЮГ0 эфира) [c.178]

Е области / (рис. 32) все системы гомогенные. Фаза одна, жидкий расплав fy = 2. В области II — системы гетерогенные. В равновесии находятся две фазы расплав и кристаллы компонента А / = 1. В об-ласт ях 11 и /У системы гетерогенные, в равновесии находятся две фазы жидкий расплав и кристаллы химического соединения А Ву /уол = 1. В области V системы гетерогенные. В равновесии находятся две фазы жидкий расплав и кристаллы В /уел = 1- В области VI системы гетерогенные. В равновесии находятся две фазы, кристаллы А и кристаллы химического соединения AJ-iy, /удл = 1. В области VII системы геге- [c.230]

В области / (рис. 32) все системы гомогенные. Фаза одна, жидкии расплав fy = 2. В области II — системы гетерогенные. В равновесии находятся две фазы расплав и кристаллы компонента А / = 1. В областях III и /К системы гетерогенные, в равновесии находятся две фазы жидкий расплав и кристаллы химического соединения AajBj, /удл = 1. В области V системы гетерогенные. В равновесии находятся две фазы жидкий расплав и кристаллы В /уел, = 1- В области V системы гетерогенные. В равновесии находятся две фазы, кристаллы А и кристаллы химического соединения A Bj, /удл = 1- В области VII системы гетерогенные. В равновесии находятся две твердые фазы, кристаллы химического соединения A Bj, и кристаллы В /уел = 1. В точках а, и системы гетерогенные. В равновесии находятся три фазы. Две твердые и одна жидкая /у л = 0. [c.271]

Но равновесие фаз в сплаве определяется величинами энергий Гиббса или других термодинамических свойств фаз не на всем поле термодинамических переменных, а лишь на границах гомогенных областей сосуществующих фаз. Следовательно, в ходе расчетов с применением диаграмм состояний можно построить не всю поверхность термодинамического потенциала, а в лучшем случае лишь некоторые ее сечения, зависящие от вида диаграммы состояний. Это поясняется рис. 3, на котором для диаграммы типа вырожденной эвтектики без первичных твердых растворов схематически показана поверхность относительного химического потенциала жидкой двухкомпопентной системы, Аца, и пересекающая ее поверхность функции неравновесного плавления компонента А, (гА,т( ). Согласно (18) линия пересечения этих поверхностей отвечает значениям химического потенциала А в сосуществующих фазах — жидком растворе и чистом веществе А. Проекция линии на координатную плоскость Т, х дает диаграмму состояний системы. Зная кривую ликвидус ЫЪ) и свойства чистого компонента А (т. е. поверхность Цл.т), можно восстановить форму сечения (ас) поверхности Ац, . Построить же по сечепию всю поверхность А1Хд(Г, х) нли даже ее участок, непосредственно примыкающий [c.18]

Кривая АЕ соответствует равновесию кристаллической фазы чистого компонента А с гомогенной жидкой фазой смеси обоих компонентов кривая ВЕ соответствует равновесию стояния двухкомпонентной компонента В с той же смесью. При составе системы, не образующей смеси, соответствующей эвтектической точке , химического соединения. обе твердые фазы находятся в равновесии [c.844]

Гомогенная часть гетерогенной системы, отделенная от других частей поверхностью раздела, на которой скачком изменяются какие-либо свойства (и соответствующие им параметры), называется фазой [68]. Если система состоит из жидкости и пара, то жидкость представляет собой одну фазу, пар - другую. Нельзя путать и отождествлять агрегатные состояния с фазами, В то время как агрегатных состояний всего четьфе -твердое, жидкое, газообразное и плазменное, фаз - неограниченное количество. Даже у одного и того же химически чистого вещества в твердом агрегатном состоянии может быть несколько фаз (ромбическая и моноклинная сера, серое и белое олово, и др.). При небольших давлениях, когда газы мало отличаются от идеальных, в газообразном состоянии может быть только одна фаза, так как при таких условиях все газы обладают способностью смешиваться друг с другом в любых пропорциях, образуя однородную систему. В жидком состоянии в равновесии может находиться несколько фаз, например, вода и масло, керосин и вода, и др. [c.89]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология