Химический потенциал и состав раствора

В гл. IV отмечалось (см. рис. IV.1), что отрезки, отсекаемые на осях ординат касательными к кривым экстенсивное свойство — состав, дают значення парциальных мольных величин. В рассматриваемом случае отрезки, отсекаемые па осях ординат общей касательной, представляют собой парциальные мольные свободные энергии или химические потенциалы компонентов А и В в двух растворах ( Лл и хв). Отсюда следует, что величины рл и цв в каждом из этих растворов одинаковы, таким образом, растворы составов Ng и N% находятся в равновесии друг с другом. Описанный прием проведения общих касательных к кривым свободных энергий сосуществующих фаз лежит в основе построения диаграмм состояния методами геометрической термодинамики. Покажем это на простом примере определения растворимости компонента А в бинарном расплаве А- -В). На рис. V.9 представлена кривая зависимости свободной энергии этого расплава от состава при некоторой температуре Гь лежащей ниже температуры плавления компонента А—Тл. Очевидно, при Г] переохлажденное жидкое состояние компонента А неустойчиво по отношению к твердому, и молярная свободная энергия Ол(т) отвечает переохлажденной жидкости, т. е. выше, чем для твердого тела. Са(т) (верхняя часть рис. V.9). При температуре 1 расплав может находиться в равновесии с твердым А лишь при такой концентрации этого компонента, когда его химический потенциал ца меньше Ga(h<) и равен Ga(t). Для нахождения этой концентрации следует использовать метод отрезков и провести из точки Ga(i) касательную к кривой свободной энергии расплава. Перпендикуляр, опущенный из точки касания на ось составов, указывает молярную долю компонепта (Na) в насыщенном растворе и соответственно точку Ь при Ti на кривой ликвидуса, изображенной на нижней части рис. V.9. Так как Xa = Ga(t), то между расплавом указанного состава (Na) и твердым А существует равнове-сне. [c.93]

Широко применяют метод замены растворителя, основанный, как и предыдущий, на таком изменении параметров системы, при котором химический потенциал компонента в дисперсионной среде становится выше равновесного и тенденция к переходу в равновесное состояние приводит к образованию новой фазы. В отличие от метода конденсации паров (изменение температуры), в методе замены растворителя изменяют состав среды. Так, если насыщенный молекулярный раствор серы в этиловом спирте влить в большой объем воды, то получающийся спирто-водный раствор окажется уже пересыщенным. Пересыщение приведет к агрегированию молекул серы с образованием частиц новой фазы — дисперсной. При вливании спиртового раствора канифоли в воду образуются золи мастики, широко используемые в практике для пропитки дерева, бумаги и других материалов. [c.24]

Электродными процессами называются протекающие на границе раздела электрод — электролит процессы превращения окисленной формы в восстановленную или восстановленной формы в окисленную. Электродные процессы, как и химические реакции, включают несколько стадий. Природа, последовательность и условия протекания этих стадий определяют кинетику электродного процесса, т. е. вид зависимости скорости электродного процесса от таких параметров, как состав раствора, потенциал и материал электрода, температура и гидродинамические условия. [c.100]

Все явления в растворах, рассмотренные ранее в этом разделе, относились к равновесным состояниям каждой гомогенной фазы переменного состава (раствора) и к равновесиям раствора с другими фазами (пар, твердое вещество). Равновесие осуществляется при обязательном равенстве температур и давлений во всех частях всех фаз, составляющих систему, и при постоянстве состава во всех участках одной фазы. При наличии же разностей химических потенциалов компонентов между участками одной фазы или между разными фазами эти компоненты диффундируют в направлении падения своего химического потенциала до тех пор, пока различие в величинах химических потенциалов в разных частях системы не ликвидируется, т. е. пока не будет достигнут одинаковый состав во всех участках внутри каждой фазы и равновесное распределение компонентов между фазами. Необходимым условием для достижения такого равновесия является возможность свобод- [c.240]

Здесь принято, что состав твердого вещества не меняется <Л/гт = 1, нет твердых растворов) и его химический потенциал не зависит от давления (справедливо для не очень высоких давлений). [c.89]

Установим зависимость давления насыщенного пара растворителя и растворенного вещества от состава раствора и свойств чистых компонентов для идеальных, предельно разбавленных и неидеальных растворов. Для этого воспользуемся общей зависимостью давления насыщенного пара компонента раствора от химического потенциала и выразим в ней химический потенциал через состав для разных типов растворов. [c.213]

Если имеется выражение, связывающее давление, объем и состав раствора при разных температурах (уравнение состояния), то посредством методов термодинамики можно найти химический потенциал компонента как в состоянии чистого вещества, так и в растворе. [c.131]

Влияние изоморфных ионов. Формула (9-2) выведена для случая адсорбции одного из собственных ионов кристаллического осадка. Если наряду с собственными ионами в растворе имеются другие ионы, способные входить в поверхностный слой кристалла (например, изоморфные), то состав поверхностного слоя, а следовательно, и химический потенциал собственного иона не будут постоянными. [c.104]

Рис. 7. Изменение потенциала Ni— В-покры-тия в ходе процесса химического осаждения с различными стабилизаторами [99]. Состав раствора (г/л)

Стандартные потенциалы используются при решении многих проблем, связанных с химическим равновесием в растворах. В условиях, когда электродный потенциал совпадает по величине со стандартным потенциалом, т. е. когда второе слагаемое в уравнении (319) равно нулю, любой электрод, расположенный ниже в электрохимическом ряду, находится в более окисленном состоянии, чем электрод, расположенный выше, т. е. ближе к началу ряда. Если из двух таких электродов составить электрохимическую систему, то на первом из них будет протекать реакция восстановления, а на втором — реакция окисления. Процесс будет идти в том же направлении, если активные вещества обоих электродов будут в непосредственном контакте и реакция протекает по химическому пути. В том и другом случаях в результате протекания реакции изменяется состав системы и электродные потенциалы перестанут отвечать стандартным потенциалам электродов. Равновесие в системе наступит в тот момент, когда потенциалы двух электродов (или двух электродных реакций) сделаются одинаковыми. Такое состояние достигается при определенном соотношении активностей участников реакции, которое должно отвечать константе равновесия. [c.174]

Потенциал металла, входящего в состав электрода, но отношению к расплаву зависит от состояния, в котором металл находится. Если металлы не образуют твердых растворов и химических соединений, то растворяться, прежде всего будет наиболее электроотрицательный из них. Если два металла образуют твердые растворы, то потенциал электрода меняется в соответствии с концентрациями элементов. Крайние значения соответствуют потенциалам чистых металлов. При образовании химических соединений могут быть отклонения в значениях потенциалов, отличающиеся от потенциалов чистых металлов. [c.410]

Для сплавов, образующих непрерывные твердые растворы, известны диаграммы состав—потенциал, на которых кривые зависимости потенциалов от состава сплава имеют скачок потенциала, несмотря на то, что такие сплавы не образуют интерметаллических соединений. Так, например, медь и марганец образуют непрерывный ряд твердых растворов и не дают химических соединений. Однако на диаграмме потенциал—состав наблюдается скачок потенциала в точке абсциссы, соответствующей содержанию компонентов 50 ат.% [5]. [c.31]

Как уже отмечалось в разделе 116, мы хотим выразить состав раствора не через ионные элементы, которые только что были перечислены, а через нейтральные компоненты, так как химический потенциал ионного элемента не имеет никакого значения. В разделе 116 также отмечалось, что при определении нейтральных компонентов часто бывает возможен выбор. В данном случае, например , мы можем выбрать в качестве компонентов следующие [c.260]

В случае растворов, для которых важной характеристикой системы является ее состав, в качестве фактора интенсивности удобно принять Химический потенциал, представляющий собой движущую силу при переходе массы из одной фазы в другую. Химический потенциал данного вещества равен частной производной от любого термодинамического потенциала системы по числу молей данного вещества [c.15]

Проведено последовательное применение феноменологической части теории абсолютных скоростей реакций для вывода кинетических уравнений процессов электрохимического выделения и ионизации кислорода на металлах, имеющих однородную и равномерно неоднородную поверхность, в предположении, что а) любое количество из известных стадий про цесса может быть медленным, б) радикалы кислорода заметно адсорбируются, в) при адсорбции реагирующих и получающихся веществ системой производится некоторая равновесная работа, г) в состав раствора входят адсорбирующиеся вещества, не участвующие в рассматриваемом процессе. Выведены зависимости стационарных химических потенциалов радикалов кислорода (ОН. О, НОг) от pH раствора, потенциала электрода и равновесной работы адсорбции реагирующих веществ во всех рассмотренных случаях. [c.280]

Облечем сказанное в математическую форму на примере равновесия воды в двойном растворе с чистым льдом при постоянном давлении. Будем выражать состав раствора в граммах растворенного вещества гп2 на неизменное количество граммов воды mj. Химический потенциал воды pi относится к одному грамму воды. Будем отмечать величины, относящиеся ко льду, верхним индексом . Тогда и химический потенциал льда (отнесенный к одному грамму льда) будет. [c.342]

Здесь Ц2 зависит от состава раствора и давления, а — только от давления. Состав раствора будем выражать в граммах т-2 растворенного газа на неизменное число граммов т, растворителя. Поэтому химический потенциал газа мы будем относить к одному грамму. [c.348]

Здесь образование молекулы водорода происходит на быстрой химической стадии (1.17). Скорость ее не зависит от потенциала, так как в этой реакции, которая определяет изотопный состав выделяющегося водорода, принимает участие нейтральная молекула воды. Одновременно, в связи с тем, что суммарная скорость процесса определяется лимитирующей стадией (1.18), т. е. электрохимическим восстановлением окисленной в результате быстрой реакции (1.17) поверхности металла, она должна зависеть от величины потенциала, состава раствора, его pH и т. д. так, как этого требует теория замедленного разряда. [c.12]

Если обозначить через химический потенциал твердого растворителя при температуре замерзания раствора и через 1.1 — химический потенциал растворителя в равновесном растворе при температуре его замерзания, то ==v l Температура замерзания раствора при постоянном давлении является функцией состава раствора, так как двухфазная двухкомпонентная система по правилу фаз обладает двумя степенями свободы (независимые переменные состав раствора и давление). [c.108]

Но в процессе осмоса температура, давление и состав растворителя не меняются, следовательно, его химический потенциал постоянен. Поэтому условием равновесия является p-i = onst или d ii = 0. При Т — onst на /J.1 влияют концентрация и давление над раствором. Используя уравнение (XV.3), напишем [c.212]

Состав часто выражают через молярность или моляльность. Чтобы вместо мольных долей использовать эти величины, мы должны выбрать другое стандартное состояние, однако оно естс ствеино вытекает пз использованного до сих пор. Теперь стандартное состояние определяется как состояние единичной моляль-носги, в котором, однако, раствор ведет себя идеально. Его можно представить как гипотетическое состояние, в котором концентрация равна 1 моль/кг, но в котором окружение каждой молекулы растворенного вещества такое же, как при бесконечном разбавлении. Если химический потенциал этого состояния обо.эггачить через то химический потенциал при обшей моляльности будет [c.263]

В химической практике, находят применение реакции, для которых окислительно-восстановцтельнцй потенциал окислителя меньше потенциала восстановителя, например окисление солей марганца(П) до перманганата диоксидом свинца. В таких случаях, чтобы спланировать эксперимент, необходимо проанализировать зависимость степени превращения от исходного состав раствора, г [c.258]

Образование медного покрытия начинается при содержании в растворе около 0,5 моль/л NaOH и сопровождается резким изменением электродного потенциала от -f0,05 до —0,44 В (рис. 15, а). Дальнейший ход кривых позволяет предположить, что в растворе химического меднения состав, строение и константа неустойчивости комплексов зависят от pH среды. Кроме того, при концентрации NaOH более 1,0 моль/л поверхность пассивирует гидроксильный ион. Цвет осадка также зависит от этого фактора при концентрации NaOH менее 0,75 моль/л осадок светло-коричневый, а при концентрации 1,0—2,5 моль/л—розоватый. [c.44]

При пользовании полярографическими таблицами необходимо учитывать, что в них приведены значения потенциалов полуволны, а не потенциалы, относящиеся к области диффузионного тока. Поэтому потенциал индикаторного электроду следует устанавливать на 0,1—0,3 в более отрицательным, чем указанный в таблице потенциал полуволны, учитывая, однако, состав и кислотность исследуемого раствора, а именно, не будет ли происходить при выбранном значении потенциала электродная реакция какой-либо примеси, присутствующей в растворе, или восстановление ионов водорода. Правильность выбора потенциала можно легко проверить следующим образом в стакан для титрования помещают раствор, который должен служить фоном при предполагаемом титровании в бюретку помещают раствор, содержащий тот ион, который должен давать электродную реакцию. На индикаторном электроде устанавливают выбранный потенциал. При титровании фона этим раствором никакой химической реакции в растворе не происходит, но концентрация электровосстанавливающегося иона постепенно возрастает и пропорционально ей возрастает величина диффузионного тока. Если потенциал выбран правильно, то прямолинейный ход кривой титрования сохранится в широких пределах концентраций. Если же потенциал не соответствует области диффузионного тока, то на кривой титрования более или менее быстро появится [c.67]

Методы анализа, основанные на электроосаждении, должны удовлетворять некоторым требованиям, как и другие гравиметрические методы. Во-первых, определяемое вещество должно выделяться количественно. Полнота его выделения зависит в основном от начального потенциала катода (или анода, когда образуются РЬОг и С02О3) и от потенциала в момент завершения электролиза, иначе говоря, от их разности. Во-вторых, выделившийся металл должен быть чистым, поэтому состав раствора пробы нужно подбирать таким, чтобы препятствовать возможному соосаждению примесей. В-третьих, последующие операции промывания, высушивания и взвешивания не должны вызывать значительные механические потери или химическое изменение состава выделившегося вещества. Осадок должен быть блестящим, мелкозернистым, плотно сцепленным с поверхностью электрода по возможности следует избегать условий электролиза, при которых образуются губчато-пористые или рыхлые осадки. Рассмотрим некоторые факторы, влияющие на свойства осадков, полученных электролитическим путем. [c.417]

Диффузия в неидеальных смесях. Рассмотренные выше уравнения имеют силу (даже приближенно) только для идеальных смесей и разбавленных растворов. В реальных же растворах и смесях необходимо учесть то, что химический потенциал, который рассматривается как движущая сила диффузии, определяется в действительности не концентрацией, а активностью (oj = yi i) и коэффициент активности Yt зависит от состава смеси. Так как состав в процессе диффузии изменяется, коэффициент активности, характеризующий соотношение между концентрацией и активностью, также изменяется. Это следует учитывать при формулировании уравнений, описывающих зависимость диффузионного потока от концентрации. [c.189]

Жолио-Кюри показал также, что полоний может выделяться как на катоде, так и на аноде, и исследовал влияние на критический потенциал различных других факторов, как физических (скорость перемешивания, сила тока и т. д.), так и химических (состав раствора). Например, в ще.лочпом растворе потенциал катодного осаждения сильно изменяется в зависимости от природы и состояния электрода и от его предварительной поляризации. Потенциал осаждения регулярно изменяется с концентрацией ш,елочи. Все это заставляет предположить, что осаждение здесь связано с вторичным эффектом, вызванным восстановлением ионов РоОд водородом в момент выделения. Анодный потенциал выделения полония в этой среде, напротив, не зависит, по-видимому, от щелочности раствора и природы анода, что указывает на возможность образования трехокиси непосредственным разрядом иона РоОд. Прибавление восстановителей даже в ничтожных количествах вызывает смещение потенциалов выделения, которое, несомненно, соответствует восстановлению полония до более низкой валентности. [c.515]

Интересно рассмотреть характер взаимодействия между твердой и жидкой фазами в условиях равновесной кристаллизации. На рис. 24 показано положение кривой энергии Гиббса при температуре солидуса сплава двухкомпонентной системы А—В. При температуре Тт состав равновесных с расплавом кристаллов характеризуется точкой т. Касательная, проведенная к кривой в точке М, является также касательной к кривой энергии Гиббса жидкого раствора (на рис. 24 последняя не показана). Отрезки АР и BW на ординатах компонентов А и В, соответственно, отсекаются касательной РМ]Х они характеризуют химические потенциалы этих компонентов. Поэтому, если при температуре Тт сохранился сплав более высокотемпературного состава, то его энергия Гиббса будет определяться точкой М, а химические потенциалы компонентов в нем — отрезками ЛQ и ВЯ. В результате получаем, что ВР> >BW и AQхимический потенциал тугоплавкого компонента больше в высокотемпературном сплаве, чем в сплаве, равновесном при более низкой температуре, а химический потенциал легкоплавкого компонента А в высокотемпературном сплаве меньше, чем в низкотемпературном. [c.34]

Предположим, что в оба химических стакана, содержащих раствор Си304 и входящих в состав электрохимических элементов (рис. 12-4, стр. 302), добавлена вода. Как изменится потенциал каждого элемента Почему [c.331]

Численно химический потенциал находится по приращению изобарного потенциала раствора, происходящему при добавлении 1 моль данного компонента к такому большому количеству раствора, что при р, Т = onst его состав практически не изменяется. [c.113]

Возьмем теперь пример, когда точка состава минерала, поле парагенезисов которого должно возрастать, не лежит в углу треугольника составов. Диаграмма фиг. 65, 1 дает соотношение между химическим и минеральным составом для скарновых контактов Турьинских медных рудников (Коржинский, 1948). Ряд компонентов, выписанных рядом с треугольником состава (фиг. 65, /), в этой фации вполне подвижен. Каковы должны быть изменения этой диаграммы состав — парагенезис в случае постепенного возрастания химического потенциала одного из вполне подвижных компонентов, например калия, при постоянстве остальных внешних условий Калий входит в состав только одного, минерала диаграммы, именно ортоклаза, поэтому повышение потенциал а калия (в просачивающихся через горные породы растворах) должно привести к возрастанию поля парагенезисов орто- [c.116]

В силу подвижности порового раствора и особенно самой воды, состав порового раствора определяется не только составом вмещающей горной породы, но и влиянием окружающих горных пород и источника раствора. Так, химический потенциал воды в поровом растворе может в существенной мере зависеть от наличия в ием галлоидов щелочных металлов, практически отсутствующих в большинстве горных пород. Поэтому метаморфизм горных пород в термодинамическом отношении следует толковать как взаимодействие двух систем — системы минералов горной породы (экстенсивные параметры этой системы мы будем отмечать индексом s) и системы порового раствора (параметры с индексом /). В первой системе факторами равновесия являются Т, р, п, . ..,п, , i HjO, i oj. Полный дифференциал потенциала такой системы выражается следующим образом [стр. 33, уравнение (35)] [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология