Химический потенциал и состава

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]

Необходимо учитывать, что в реальных системах химический потенциал каждого компонента зависит от характера взаимодействия рассматриваемого вещества со всеми остальными веществами, входящими в состав той же фазы (см. стр. 170). [c.352]

Состав смеси меняется по степенному или экспоненциальному закону в диффузионных пограничных слоях напорного и дренажного каналов, примерно линейно — в мембране и пористой подложке и скачкообразно — на поверхности раздела. Каждую из областей можно рассматривать как открытую неравновесную подсистему, а мембранный элемент в целом — как открытую систему, состоящую из четырех подсистем, разграниченных поверхностями раздела. На основе представлений о локальном термодинамическом равновесии концентрации компонентов на границах раздела подсистем находят из условия равенства химических потенциалов этих компонентов в каждой из сопрягающихся подсистем. Газовые смеси в напорном и дренажном каналах представляют однородные объемные фазы, поэтому химический потенциал каждого из п компонентов газовой смеси зависит только от давления, температуры и состава смеси [c.11]

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]

Поскольку химический потенциал компонента, входящего в состав смеси идеальных газов совпадает с мольным изобарно- (или изохорно-) изотермическим потенциалом этого вещества в чистом виде, то остановимся прежде всего на выяснении последнего потенциала. [c.108]

Характернейшей особенностью этих реакций является то, что они часто идут не в сторону понижения химического потенциала, как обычные реакции, а в сторону ее повышения. Но это не удивительно, потому что все они предопределяются поглощением фотонов, т. е. притоком энергии извне. Во многих случаях фотохимические реакции протекают при участии твердого вещества или в самом твердом веществе. В связи с этим рассмотрим в общих чертах роль последнего в крайне важных процессах зрительного восприятия и фотосинтеза. Выше мы познакомились с некоторыми особенностями природы фоточувствительного вещества его состав сложен и включает атомы элементов, сравнительно легко меняющих свое валентное состояние, а структура имеет вид матрицы — остова, образованного атомами, связанными прочными межатомными связями, к которому сравнительно более слабыми связями присоединены атомы или группы атомов — функциональные груп- [c.134]

Следует отметить, что, если состав системы выражен в единицах давления или в моль/м , то стандартный химический потенциал компонента зависит от его природы и температуры системы [c.133]

Если же состав смеси выражен в мол. долях, то химический потенциал компонента зависит от его природы, температуры и давления системы [c.133]

Важной характеристикой веществ, входящих в состав многокомпонентных систем, является химический потенциал. Особенно часто он применяется при рассмотрении фазовых превращений и химических процессов. [c.117]

Химический потенциал / го вещества равен изменению энергии Гиббса при добавлении 1 моль этого вещества в условиях постоянной температуры и постоянного давления к настолько большому количеству смеси, чтобы состав ее при этом практически не изменился. [c.118]

Если изобарный потенциал выражает термодинамическое свойство индивидуального вещества, то химический потенциал характеризует вещество, входящее в состав какой-либо многокомпонентной фазы и, следовательно, подвергающееся воздействию остальных компонентов данной фазы (или изучаемой системы). Химический потенциал зависит как от концентрации данного компонента, так и от природы остальных компонентов фазы и их концентраций. [c.16]

ИЛИ й =у/С . Использование того или иного выражения зависит от выбора стандартного значения химического потенциала рЛ Поэтому в уравнение (У.9) обычно в явной форме вводят переменные хг или Сг, характеризующие состав равновесной системы. Тогда (У.9) переписывают в виде [c.137]

Химическое взаимодействие в полифазных системах стремится к состоянию равновесия. Равновесная реакция будет приводить в результате к изменению состава каждой фазы, а возможно и к изменению структуры твердой фазы. В результате установления равновесия начальный состав твердого катализатора будет модифицирован. Такая равновесная реакция происходит одновременно с общей каталитической реакцией. Если скорость равновесной реакции мала по отношению к скорости каталитической реакции, равновесие твердое тело —газ или твердое тело — жидкость не устанавливается, и химический потенциал реакционноспособной поверхности не зависит от природы и термодинамической активности частиц окружающей фазы. Тогда каталитическая активность поверхности определяется главным образом методом приготовления катализатора. Если [c.142]

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]

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]

Молярный химический потенциал, являясь парциальной молярной энергией Гиббса, характеризует состояние какого-либо компонента i в фазе данного состава и зависит как от концентрации данного компонента, так и от вида и концентрации всех других компонентов данной фазы. По физическому смыслу (хг выражает отнесенное к 1 моль компонента приращение энергии Гиббса данной фазы, находящейся при постоянных температуре и давлении, при введении дополнительного количества t-ro компонента к такому большому ее количеству, что состав этой фазы не изменяется. Для фазы, состоящей только из одного компонента t, химический потенциал последнего в этой фазе равен его молярной энергии Гиббса ((i,= G/n,). [c.196]

Нижеследующее свойство химического потенциала весьма важно и отличает его от других парциальных удельных величин. Напомним, что химические потенциалы зависят от состава фазы, т. е. от весовых (или мольных) долей компонентов. Изменение массы фазы при ее постоянном составе не влияет на химические потенциалы. Но если изменить массу только одного компонента, то изменятся состав фазы и химические потенциалы компонентов. [c.343]

Допустим, что компоненты в системе имею столь высокие парциальные давления, что в результате химической реакции состав и обгцее давление не шменяются. Для неравновеснох о состояния системы изобарный потенциал химической реакции определяется следующим выражением [c.34]

Химический потенциал 1-го компонента равен приращению изо-бар1Юго потенциала при добавлении одного моля этого компонента к большому объему системы при постоянных температуре и давлении. Понятие большой объем системы означает, что состав системы практически не изменяется после добавления одного моля компонента- Химический потегщиал чистого вещества равен изобарному потенциалу одного моля этого вещества [c.123]

Иными словами, химический потенциал компонента газовой смеси представляет собой изменение энергии Гиббса всей системы при добавлении одного моля этого компонента к столь большому количеству смеси, что состав останется неизменным (при постоянных температуре и давлении). Химический потенциал является пар-циальной молярной величиной. [c.32]

Предположим, что имеется равновесная система, содержащая К компонентов и состоящая из Ф фаз. Состав одной фазы выражается через содержанье в ней (К—1) компонента. Для описания состава всех Ф фаз требуется Ф (К— ) данных по содержанию компонентов в системе. Однако эти данные не являются независимыми друг от друга. Это объясняепся тем, что при равновесии распределение каждого компонента между различными фазами должно дополнительно удовлетворять условию равенства химического потенциала этого компонента во всех фазах. [c.17]

Таким образом, варьируя химический состав, изменяя химический потенциал катализатора можно попытаться осуществлять переход от раздельного механизма к высококомпенсационному слитному механизму кроме того, возможно предвидение каталитической активности на основе значений энергии связи реагентов с катализатором [19, с. 495]. Это трудный путь, однако определенные успехи в его реализации имеются, особенно в металлкомплексном гомогенном катализе. В этом случае реагенты входят в координационную сферу иона металла (т. е. становятся дополнительными лигандами), благодаря чему существенно облегчаются их взаимная ориентация, поляризация реагента в поле центрального иона металла и лигандов, электронные переходы в комплексе наконец, такое комплексообразование легко контролировать, варьируя природу исходных лигандов и центрального иона металла. Отметим, что в последнее время возникла и успешно реализуется идея ге-терогенизации катализа металлкомплексными соединениями, закрепленными (иммобилизованными) на полимерных гелях при этом остается возможность перехода к слитному механизму, а также удается использовать в качестве катализаторов соединения, нерастворимые в реакционной среде (основное преимущество классического гетерогенного катализа). [c.99]

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]

Существенной особенностью дисперсного состояния вещества является и отмеченная Хиллом неоднозначность определения химического потенциала вещества дисперсной фазы. В самом деле, рассмотрим большую по объему дисперсную систему, содержащую один моль частиц (6-Ш частиц) ралиуоа г. Избыточный химический потенциал вещества дисперсной фазы, рассматриваемый с соответствующим знаком как работа обратимого изотермического переноса моля вещества из системы в макрофазу (имеющую тот же состав и такое же агрегатное состояние), может быть определен в этом случае двумя принципиально различными способами можно от каждой частицы отнять по одной молекуле, оставив тем самым неизменным число частиц, но [c.117]

Найдем связь между С, К и Ф- Для этого подсчитаем полное число переменных П, определяющих состояние равновесной системы, состоящей из Ф фаз и К ком-ионентов. Будем полагать, что г,се комионенты присутствуют во всех фазах, т. е. что не существует нолной нерастворимости. Чтобы охарактеризовать состав каждой фазы, достаточно знать (/(—1) концентраций, а для всех фаз Ф(К—1). Состояние системы, кроме того, определяется двумя переменными Р и Т, следовательно, общее число переменных П = Ф(К—1)+2. Концентрации комноиентов в разных фазах связаны условием равенства химического потенциала каждого ил них во всех фазах, т. е. системой уравнений [c.79]

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]

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]

Чтобы описать состав фазы А, необходимо энать значения мольных долей только с — 1 компонентов, поскольку мольная доля последнего компонента может быть рассчитана по уравнению (4.5-13). Следовательно, каждая фаза может быть описана 2 + (с - 1) переменными. Поскольку при равновесии значения температуры н давления во всех фазах одинаковы, суммарное число переменных, описывающих систему в целом, равно 2 + (с — 1)р. Однако некоторая часть н этих переменных функциотально связана друг с другом. Мы уже показали, что химический потенциал каждого компонента одинаков для всех фаз, находящихся в равновесии. Следовательно, количество независимых [c.187]

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]

Правило фаз Гиббса устанавливает связь между числом фаз РИ), находящихся в равновесии, числом компонентов (С) при определенном составе, температуре и давлении. Гравитационные, электрические и им подобные характеристики учитываться нами не будут. Состав фаз можно выразить значением С - 1 мольных или массовых долей в каждой фазе. Поэтому вместе с температурой и давлением общее число переменных, определяющих все фазы системы, равно РЛ(С - 1) + 2. Поскольку химический потенциал или каждого компонента / одинаков для каждой фазы ] в условиях равновесия, то число независимых величин, характеризу-юпщх систему, равно (РЛ - 1)С. Разность между числом независимых условий и числом химических потенциалов называется вариацией или числом степеней свободы, Р, системы и выражается следующим уравнением [c.257]

Пятичленные 2-оксо-О-гетероцнклы занимают одно из центральных мест в органической химии, как в теоретическом, так и прикладном аспектах. Важнейшими факторами, стимулирующими развитие химии фуран-2-онов, является высокий химический потенциал, позволяющий получать на нх основе новые ряды гетероциклических соединений. Их структурные фрагменты входят в состав многих природных веществ, синтетических лекарственных препаратов, пестицидов и др. [c.80]

В самом деле, по равновесным кривым легко заметить, что состав x. j поступающей на тарелку жидкости богаче по содержанию НКК, чем состав отвечающий условию равновесия с поднимающимся на тарелку паром Точно так же пар G J содержит больше ВКК, чем то следует из условия равновесия с флегмой которой отвечает равновесный состав паровой фазы y, i, больший чем Из этой разности фаз непосредственно следует, что в результате контактирования на тарелке через поверхность раздела фаз будут наблюдаться явления межфазового обмена, направленные на достижение равновесного состояния. Для выравнивания значения химического потенциала в паровой и жидкой фазах должен быть переход тепла от паровой фазы к жидкой путем теплоотдачи и перехода НКК из жидкой фазы в паровую и ВКК из параной фа 5Ы в жидкую путем диффузии-, Зтш -межфазсшый обмен вследствие теплоотдачи и диффузии при достаточной продолжительности контакта в конечном итоге приведет к равновесию паровой и жидкой фаз. [c.183]

Необходимые экспериментальные данные для установленрш фазового поведения двойных или более сложных систем могут быть выражены в различных формах. Для удобства данные можно разделить на две категории. ]1ервая включает непосредственные измерения состава сосуществующих фаз, а вторая содержит необходимые данные для расчета химического потенциала и энтальпии как функции давления, температуры и состава каждой фазы. Из этих последних сведений состав сосуществующих фаз может быть определен при помощи метода последовательных приближений, позволяющего находить состояния, для которых условия уравнений (1), (2) и (3) выполняются. [c.53]

Здесь и далее Индексы 5, V, Р, Т, Пкф1 обозначают, что частные производные берутся соответственно при постоянных энтропии, объеме, давлении, температуре и числе молей всех компонентов, кроме компонента, по которому производится дифференцирование. Физический смысл химического потенциала компонента обозначает скорость изменения одной из характеристических функций при постоянных объеме, энтропии, температуре или давлении вследствие добавления небольшого количества данного компонента к такому большому количеству смеси, при котором общий ее состав остается практически постоянным. При подобной трактовке многокомпонентных систем не нарушается одно из основных требований термодинамики о том, что рассматриваемая система должна быть-закрытой. [c.20]