Химический потенциал гетерогенные системы

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]

На основании (IX. 106) можно заключить, что изобарно-изотермическое изменение общего содержания данного компонента гетерогенной системы сопровождается симбатным изменением химического потенциала этого же компонента, если общее содержание [c.224]

Понятие химического потенциала и его аналитические выражения применяются для изучения равновесия в химических и гетерогенных системах. При этом определяют изменение химических процессов в ходе протекания соответствующего физикохимического процесса и по знаку изменения химических потен циалов А х определяют, в какую сторону смещено равновесие в изучаемой системе — в сторону исходных веществ или продуктов реакции. [c.146]

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]

Химический потенциал, подобно Т и Р, выравнивается в юде протекания процесса химического превращения веществ и обмена веществами между фазами. Однако в отличие от Р и Г химический потенциал нельзя опытно измерить, его величину только рассчитывают. Для химически неоднородной или гетерогенной системы термодинамические функции можно уже представить в таком виде [c.145]

Б. Равновесия пар — жидкий раствор в системах с ограниченной взаимной растворимостью жидкостей. Если система образована из двух летучих ограниченно смешивающихся жидкостей, то при испарении такой двухфазной системы пар будет содержать оба компонента и находиться в равновесии с каждой из жидких фаз. Согласно правилу сосуществования фаз в гетерогенной системе две фазы, находящиеся порознь в равновесии с третьей фазой, равновесны между собой. Следовательно, оба раствора равновесны не только с паром, но и между собой. При этом химический потенциал каждого из компонентов во всех равновесных фазах одинаков, т. е. [c.395]

Каждый раз, когда две системы с различны 1и потенциалами вступают во взаимодействие, происходит выравнивание потенциалов за счет изменения соответствующих факторов емкости. Так, давление выравнивается за счет изменения объема, химические потенциалы — за счет изменения массы (концентрации) вещества. Поэтому химический потенциал является движущей силой процессов, связанных с превращением веществ. Если эти процессы происходят в гомогенной среде, то они приводят к установлению химического равновесия в гетерогенной среде они приводят к фазовому равновесию (см. П.6). [c.119]

Условия равновесия гетерогенной системы в простейшем случае, когда в ней ие происходят химические реакции, сводятся к равенству химического потенциала каждого из компонентов во всех Ф фазах (см. 4—14). Например, для первого компонента имеем [c.218]

Наличие набора условий, сопровождающих установление равновесия в гетерогенной системе позволяет решить вопрос о числе термодинамических степеней свободы, которыми обладают многофазные многокомпонентные системы. Под термодинамической степенью свободы понимают независимый термодинамический параметр равновесной системы, изменение которого в определенных пределах приводит к изменению химического потенциала одного или более компонентов и не вызывает исчезновения одних и образования других фаз или компонентов. [c.128]

X. т. использует понятия о типах термодинамич. систем (см. Гетерогенная система. Гомогенная система. Закрытая система, Изолированная система, Открытая система), параметрах состояния (см. Давление, Температура, Химический потенциал), термодинамич. ф-циях и термодинамических потенциалах (см., напр., Внутренняя энергия. Энтропия). В основе Х.т. лежат законы (начала) общей термодинамики. Первое начало термодинамики - закон сохранения энергаи дая термодинамич. системы, согласно к-рому работа может совершаться только за счет теплоты или к.-л. др. формы энергии. Оно является основой термохимии, изучения теплоемкостей в-в, тепловых эффектов реакций и физ.-хим процессов. Гесса закон позволяет определять тепловые эффекты расчетным путем, если известны теплоты образования каждого из в-в, участвующих в р-ции, или теплоты сгорания (для орг. соед.). Совр. термодинамич. справочники содержат данные о теплотах образования или теплотах сгорания неск. тысяч в-в, гто позволяет рассчитывать тепловые эффекты десятков тысяч хим. р-ций. Первое начало лежит в основе Кирхгофа уравнения, к-рое выражает зависимость теплового эффекта р-ции или физ.-хим. процесса ст т-ры и дает возможность рассчитать тепловой эффект процесса при любой т-ре, если известны теплоемкости в-в, участвующих в р-ции, и тепловой эффект при к.-л. одной т-ре. [c.236]

Согласно (IX.107) химический потенциал и общая молярная доля данного компонента гетерогенной системы изменяются симбатно при условии постоянства температуры, давления и отношения общих молярных долей остальных компонентов. По физическому смыслу наложенных условий неравенство (IX. 107) имеет более общее значение, чем (IX. 106), так как в нем условие постоянства чисел молей компонентов заменено менее жестким ограничением — условием постоянства отношений молярных долей. Очевидно, если выполняется неравенство (1Х.Ю7), то как следствие соблюдается и аналогичное неравенство (IX. 106). [c.225]

Подобно тому, как температура является движущей силой при теплопередаче, так и химический потенциал является движущей силой при переходе массы. Он приводит к установлению химического равновесия (и фазового, если передача массы происходит в гетерогенной системе, т. е. между фазами). Подобно другим факторам интенсивности (в соответствующих процессах), химический потенциал вещества по мере протекания процесса выравнивается и в момент наступления равновесия он становится одинаковым во всех сосуществующих фазах, в которых находится данное вещество (см. с. 120). Таким образом, химической переменной является количество вещества. Избыток вещества как бы компенсирует меньшую силу его химического сродства. [c.116]

Вариантность системы — число степеней свободы равновесной термодинамической системы. Из какого бы числа компонентов и фаз ни состояла гетерогенная система, условием равновесия между фазами в ней является то, что химический потенциал любого компонента должен быть одинаковым во всех фазах системы при постоянных температуре и давлении. Условия равновесия гетерогенной системы подчиняются правилу фаз Гиббса. Уравнение правила фаз Гиббса устанавливает зависимость между числом степеней свободы, числом компонентов и числом фаз в данной равновесной системе [c.154]

Химический потенциал в гетерогенной системе [c.172]

Химико-технологические процессы в гетерогенных хй мических системах протекают при некотором превышении химического потенциала вещества или фазы по отношению к их химическому потенциалу в условиях равновесия. [c.9]

Химические равновесия в гетерогенных системах (152—154). Для веществ в конденсированном состоянии при вычислении химического потенциала в качестве стандарта выбирают состояние чистого твердого компонента. Благодаря этому в уравнениях для констант равновесия не функционируют парциальные давления веществ в кондесированных фазах, если они меньше 1 атм. При вычислении Д0° необходимо учитывать все компоненты реагирующей смеси. [c.316]

В работе [1] показано, что наличие градиента химического потенциала в гетерогенной системе приводит к изменению межфазного натяжения в процессе химической реакции или межфазного перехода. Металлы триады железа (Fe, Со, Ni) характеризуются тем, что степень смачиваемости ими графита сильно зависит от концентрации углерода в жидкой фазе. Смачивание графита металлами группы железа, как при равновесии насыщенного углеродом расплава и графита, так и в неравновесных условиях, изучено в [3, 4]. [c.131]

Значительные осложнения при изучении окислительно-восстано-вительных свойств твердых редокситов связаны с большим временем достижения равновесия в системе редоксит - раствор медиатора. Время, необходимое для получения только одной точки на кривой титрования, может колебаться от нескольких часов [140] до нескольких суток [141] и даже недель [142, 143]. Однако и по истечении этого срока сложно сделать однозначное заключение о том, наступило равновесие для окислительно-восстановительной реакции между редокситом и медиатором или же установившийся потенциал является стационарным и определяется кинетическими факторами. Скорость установления равновесия в гетерогенной системе редоксит - раствор медиатора определяется скоростью химической реакции окисления-восстановления и диффузии медиатора к функциональным группам редоксита. Реакция окисления-восстановления редко является лимитирующей стадией. Как правило, стадия, определяющая скорость превращения в гетерогенной системе редоксит - раствор медиатора, -это диффузия [131]. Ускорить диффузионные процессы в редокс-полимерах можно созданием определенной структуры полимеров, [c.154]

То, что в реакцию вступают протоны, дает возможность отрегулировать окисляющую или восстанавливающую способность полимеров, поддерживая определенную концентрацию водородных ионов в растворе. Следовательно, в распоряжении аналитика имеется метод регулирования потенциала в гетерогенных системах, основывающийся на законе действия масс. Очевидно, что диапазон потенциала можно также менять и химическим путем, вводя определенные заместители в хиноидное ядро или используя другие окислительновосстановительные группы. [c.92]

В гетерогенной системе при отсутствии термодинамического равновесия между фазами возникают диффузионные потоки распределяемых компонентов в каждой фазе, направленные в сторону, противоположную градиенту химического потенциала компонента от ядра потока фазы к границе раздела фаз или наоборот — от границы раздела фаз в ядро потока (рис. 3.1). Переход компонентов из одной фазы в другую происходит за счет испарения низко-кипящих компонентов непосредственно с поверхности контакта фаз при одновременной конденсации на ней высококипящих компонентов или за счет растворения газа в жидкости. [c.65]

Перейдем к изложению условий равновесия в гетерогенной системе. Система находится в механическом и тепловом равновесии, если давление и температура во всех фазах одинаковы. Однако в системе и при этих условиях возможен переход вещества из одной фазы в другую. Признаком того, что в этом отношении система также находится в равновесии, т. е. не происходит перехода какого-либо компонента из одной фазы в другую, является равенство удельных химических потенциалов данного компонента в рассматриваемых фазах. Выше указывалось, что химический потенциал является фактором интенсивности равенство факторов интенсивности и представляет собой условие равновесия. Доказательство этого положения см. [1—4, 6, 7]. [c.20]

Используя (14.40), химический потенциал компонента к в пузырьке можно выразить через величину О гетерогенной системы, находящейся в равновесных условиях [c.226]

Предположим, что система гетерогенна, т. е. делится на несколько фаз. Допустим, что одна из молекул вещества г обратимым путем при постоянстве всех независимых переменных, характеризующих состояние системы, переходит из фазы (1) в другую фазу (2). Тогда работа, произведенная системой, будет равна уменьшению химического потенциала [c.36]

Под химической термодинамикой или статикой обычно понимают изучение химических систем в статическом, или равновесном, состоянии. Можно по-разному определить такие состояния. С точки зрения математики статическое, или равновесное, состояние системы — это такое состояние, абсолютная вероятность существования которого максимальна. Термодинамика дает целый ряд эквивалентных определений. Для замкнутой системы в отсутствие гравитационных, электрических, магнитных и поверхностных сил статическим является такое состояние, для которого энергия Гиббса О (изобарно-изотермический потенциал) минимальна. Чаще всего равновесия в гомогенных и гетерогенных системах описывают с помощью химического потенциала [г каждого компонента, который определяется парциальными дифференциальными соотношениями [c.29]

Это уравнение справедливо для любой системы как гомогенной, так и гетерогенной. Подставив в (4.18) выражение для химического потенциала каждого из компонентов реакции (см. уравнение (2.96)) [c.58]

Можно, например, рассчитать термодинамические функции жидких сплавов и соединения, располагая данными только о кривой ликвидус этого соединения, или полностью определить термодинамические свойства системы, включая и Г — х диаграмму состояний, основываясь только на зависимости химического потенциала одного из компонентов от тедшературы в области гетерогенных смесей. [c.21]

Во всех случаях взаимодействия систем с различными потенциалами происходит выравнивание потенциалов за счет изменения соответствующих факторов емкостей. Так, давление выравнивается за счет изменения объема, температура за счет изменения энтропии, химический потенциал за счет изменения концентрации и т. д. Выравнивание химических потенциалов, подобно другим факторам интенсивности в соответствующих процессах, происходит до наступления равновесия, при котором химические потенциалы становятся одинаковыми для каждого из веществ в равновесных фазах гетерогенной системы. При равновесии соблюдается равенство [c.112]

В 1949 г. Коржинским [9] были рассмотрены открытые системы с вполне подвижными компонентами (без химических реакций между ними). При этом под вполне подвижным компонентом понималось вещество, значение химического потенциала которого контролируется внешней средой и не зависит от процессов, протекающих внутри системы. Если среди п веществ, образующих гетерогенную систему, вещества j+i, [c.18]

На рис. 13 приведены значения а для системы н-бутаи — 1-бутен [32]. Способ выражения, примененный на этом рисунке, особенно полезен в тех случаях, когда давления паров двух компонентов сравнительно близки. При высоких температурах отклонения от закона Рауля становятся более заметными. В этом случае давление ие является подходящей переменной, поскольку интервал давлений внутри гетерогенной области для данной смеси при постоянной температуре мал. Методы расчета состава фаз пз термодинамических данных, относящихся к отдельным фазам, описаны Бенедиктом [4, 51 в связи с использованием уравнения состояния. На рис. 14 представлен химический потенциал метана в жидкой и газообразной фазах для [c.62]

И [xj = jt . Таким образом, при равновесии химический потенциал t-ro компонента в фазе I равен его химическому потенциалу в фазе II. Обобщая этот результат на все фазы и на все компоненты гетерогенной системы, получим условие равновесия (101.3). Таким образом, равновесие в гетерогенной системе характеризуется равенством температур и давлений во всех фазах системы и равенством химнче-ких потенциалов каждого компонента во всех фазах. [c.322]

Химический потенциал равен изменению изобарного потенциала О с изменением числа молей -го компонента щ при постоянных температуре Т, давлении р и числе молей всех других компонентов в системе п, П2,. .., п . Химический потенциал указывает увеличение способности системы производить работу при добавлении в нее бесконечно малого количества вещества . Подобно другим потенциалам он определяет направление самопроизвольного перехода в сторону низшего потенциала. Гетерогенная равновесная система характеризуется равенством химических потенциалов всех компонентов в равновесных фазах и равенством температуры. Правило фаз широко используется в методах физико-химического анализа, который устанавливает зависимость между изучаемы м физическим свойством и составО М системы. [c.59]

Ввеяеиие коицентрации частиц дисперсной фазы как са1мостоятельной переменной сближает описание термодинамических свойств коллоидных систем и молекулярных (истинных) растворов, т. е. микрогетерогенных и гомогенных систем. Промежуточное положение коллоидно-дисперсных систем между типичными гетерогенными системами, включающими макрофазы, и гомогенными растворами приводит к тому, что по мере роста дисперсности частиц дисперсной фазы становятся все более существенными характерные особенности молекулярно-дисперсного состояния вещества и, для самых малых частиц, постепенно ослабевает роль свойств дисперсных систем, роднящих их с макрофазами. Так, грубодисперсным системам свойственно наличие хорошо сформированной поверхности раздела фаз, к которой может быть отнесена поверхностная энергия частицы в таких системах содержат достаточно большое число молекул, чтобы можно было говорить об их статистических (усредненных) свойствах. Вместе с тем уже в таких системах возникают характерные отличия свойств частиц от макроскопических фаз химический потенциал вещества дисперсной фазы, как было показано в 3 гл. 1, начинает зависеть от размера частиц. [c.117]

Общее давление равно сумме парциальных давлений. Проведем линию зависимости общего давления над системой от состава системы Р 1,о тп- Рс.п.он Над гетерогенной системой общее давление будет постоянным и равным 4,894-10 Па. Это означает, что составы от 0,0153 до 0,4091 С4НВОН при давлении 4,894-10 Па будут кипеть при 350 К При концентрации Н2О 1—0,0153 = 0,9847 активность воды равняется концентрации, т е дн.о = 0,9847 и раствор подчиняется закону Рауля. Коэффициент активности воды V = 0,9847/0,9847 =1 Так как химический потенциал воды в равновесных фазах одинаков, то [c.220]

Анализ химических превращений в процессе лабораторных сульфитных варок модельных соединений структурного звена лигнина [62] и препаратов лигнина [63] по изменению значений ООП индивидуальных спектральных Ег полос и восстановительной емкости проб варочных растворов, отобранных по ходу обработки, а также значений окислительного потенциала мембранных электродов, изготовленных иэ твердых продуктов варок, выявил идентичный осцилляционный характер изменения анализируемых физико-химических параметров. Это говорит в пользу того, что в гетерогенной системе нуклеофильное сульфитирование лигнина протекает по механизму окислительновосстановительного взаимодействия, включающему автокаталитичес-кие стадии фенол-хиноидных перегруппировок и приводящему к [c.254]

На рис. 2 кривыми КЬ и К Ь показаны изотермо-изобары равновесия фаз, фигуративные точки которых соединены нод ами. Для того чтобы установить направление изменений химического потенциала какого-либо компонента при движении по этим изотермо-изобарам (например, второго компонента), из вершины треугольника, отвечающей этому компоненту (Лд), проведенывспомогательныесекущиеЛ252, А252,А25"2. При добавлении второго компонента к фазе, фигуративная точка состава которой лежит на изотерме К Ь, точка состава гетерогенной системы, очевидно, будет перемещаться ло секущим, в направлении к вершине Ла- Этому процессу отвечает увеличение общей молярной доли второго компонента в гетерогенной системе при постоянном отношении молярных долей первого и третьего компонентов. Согласно условию (5), он будет сопровождаться увеличением химического потенциала второго компонента. [c.96]

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]

В монографии излагается разработанный автором подход к термодинамике тpexкo.vшoнeнтныx водно-солевых растворов п гетерогенных систем с их участием. Этот подход позволил получить простое уравнение для химического потенциала солей в водно-солевом растворе, а также дифференциальные и интегральные уравнения растворимости в гетерогенных системах. Существенное внимание уделено правильному использованию данных изопиестических измерений. [c.2]

ЭТОТ порядок для достаточно кислых растворов равен не 0,5, а 1 (рис. 586). Электродная химическая реакция локализована на поверхности электрода и проходит с участием адсорбированного полифенола [127]. Об этом свидетельствует отрицательный температурный коэффициент предельного тока и горбообразная форма волны при электровосстановлении Ое в присутствии полнфенолов. Согласно трактовке Майрановского [2], низкий или даже отрицательный температурный коэффициент предельного каталитического тока можно объяснить, исходя из поверхностной (гетерогенно-поверхностной) природы процесса, когда эффект десорбции катализатора с ростом температуры и отсюда снижение скорости химической реакции доминируют над противоположным влиянием увеличения при этом константы скорости химической реакции. Горбообразная форма волны также связана с поверхностным процессом — десорбцией катализатора с ростом отрицательного потенциала [2]. К выводу о поверхностной природе электродной химической реакции в системе Ое — галловая кислота пришли также Жданов и сотр. [128]. [c.215]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология