Равновесия в однокомпонентных гетерогенных системах

В однокомпонентных гетерогенных системах фазы не различимы по составу, но отличаются друг от друга по агрегатному состоянию, а твердые фазы могут иметь различное строение. Поэтому гетерогенные равновесия в однокомпонентных системах бывают четырех типов [c.215]

Наибольшее внимание уделено второму разделу (гл. VII— XI), что соответствует практике преподавания физической химии в ЛГУ. Он посвящен учению о равновесиях. Здесь рассматриваются состояния простых и сложных систем, которые устанавливаются в результате химического взаимодействия частиц (молекул и атомов), понимаемого в самом широком смысле. Мы не проводим границы между взаимодействием друг с другом одинаковых частиц и разных, так как и в том, и в другом случаях в результате взаимодействия состояние системы (макро- и микроскопическое) меняется. Эта точка зрения была высказана еще Менделеевым в Основах химии , а также Коноваловым ( Об упругости пара растворов , 1928 г.) Изложение материала второго раздела книги основано на правиле фаз, которое является наиболее общим принципом, позволяющим в логической последовательности рассмотреть все химические равновесия, начиная с равновесий в однокомпонентных системах и кончая сложными равновесиями в многокомпонентных гомогенных и гетерогенных системах, в том числе в электролитах. [c.6]

Это уравнение может быть получено как частное из общего уравнения критической фазы с любым числом компонентов [7]. Оно может быть получено и непосредственно как для однокомпонентной системы (см. гл. 1), Однако азеотроп — всего лишь псевдооднокомпонентная система. Поэтому в связи с выводом этого уравнения обратим внимание на некоторые особенности. В гл. 1 первое уравнение для чистого вещества было получено как предельное для двухфазного равновесия в такой системе. В однокомпонентной системе в гетерогенной области изотермы совпадают с изобарами. На пограничной кривой Р—V они показывают объемы сосуществующих жидкой и газовой фаз. [c.139]

Равновесие любой системы, гомогенной или гетерогенной, зависит от условий ее существования — температуры, давления, концентрации компонентов, наличия различных полей и др. Число условий, которые можно менять (в определенных пределах) без изменения числа и вида фаз в системе, называется числом степеней свободы системы. Жидкая вода и водяной пар могут находиться в равновесии при некоторых различных температурах и давлениях, но каждой температуре отвечает строго определенное давление и, наоборот, каждому давлению водяного пара соответствует строго определенная температура. Следовательно, равновесная однокомпонентная система жидкость — газ имеет одну степень свободы. [c.15]

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В ОДНОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ [c.146]

Гетерогенное равновесие, при котором сосуществуют т+1 фаз, имеет, согласно (29.3), одну степень свободы и называется поэтому моновариантным равновесием. Наиболее простым примером является двухфазовое равновесие однокомпонентной системы, которое схематически представлено на рис. 18. [c.151]

Рассмотрим однокомпонентную гетерогенную систему, соде )жащую фазы а и 3 и находящуюся в равновесии. Предположим, что в результате бесконечно малого воздействия температура и давление в системе изменились соответственно на йТ и (1р. При этом некоторое количество вещества перешло из одной фазы в другую, так чт о изобарно-нзотермическип [c.173]

В многокомпонентных гетерогенных системах отдельные фазы могут быть представлены либо чистыми веществами, либо растворами. Главной особенностью фазовых равновесий в системах, содержащих растворы, является увеличение числа термодинамических степеней свободы по сравнению с однокомпонентными системами. При равновесии между двумя фазами вещества в однокомпонентной системе (см. 12.6) имеется лишь одна степень свободы, т. е. давление является функцией температуры. В двухкомпонентной двухфазной системе, согласно правилу фаз (13.5), число степеней свободы равно двум 5 = 2—2 + 2 = 2. Это означает, что из трех термодинамических характеристик такой системы (давление, температура и состав одной из фаз) независимыми являются две, так как одна из трех является функцией двух други 1с например, давление можно рассматр1шать как функцию температуры и состава. [c.236]

Это уравнение выражает правило фаз. Из него следует, что число фаз при равновесии в любой гетерогенной системе не может быть больше, чем К- -2, поскольку чнсло степеней свободы С ие может быть меньще нуля. Таким образом, максимальное число фаз в однокомпонентной системе равно 3, как это уже было показано на примере диаграммы состояния воды. Так как при Ф=3 С = 0, то такую систему называют нонвариант-ной. Если число фаз уменьшается до двух, то С=1, и система называется моновариантпой. Наконец, при Ф = = 1 и С=2 система дивариантна. [c.80]

Гетерогенные превращения в однокомпонентных системах сопровождаются только изменением числа и природы фаз, в форме которых существуют компоненты. Состояние гетерогенного равновесия однокомпонентной системы однозначно описывается диаграммой состояния. Построение диаграммы состояния и есть основная цель исследования однокомпонентных систем методом физикохимического анализа. [c.197]

В макроскопической системе относительные флуктуации энергии, как правило, очень малы. В некоторых случаях они, однако, являются значительными, в частности, для гетерогенных систем. Так, если в равновесии находятся две фазы одинакового состава (случай однокомпонентной или азеотропной системы), то подвод тепла к системе. при р = onst будет иметь следствием только изменение их масс, но не состава. Состояния фаз (и их температура) буДут оставаться неизменными, пока присутствуют обе фазы. Поэтому теплоемкость такой гетерогенной системы имеет бесконечную величину. Для системы при заданной общей массе компонентов, заданных р и Т возможны любые значения энергии в интервале между значениями энергии каждой из фаз, флуктуации энергии очень велики, что согласуется с соотношением (VI.89). Велики также относительные флуктуации энергии вблизи абсолютного нуля. Причина этого становится ясной при рассмотрении распределения по уровням энергии в согласии с квантовомеханическими закономерностями. [c.160]

В предыдущих параграфах условия стабильности рассматривались для гомогенных систем. Покажем теперь, что гетерогенные равновесия с необходимостью являются стабильными, если условия стабильности выполнены для отдельных фаз. Ради простоты ограничимся рассмотрением однокомпонентной системы с двумя фазами а и Р. Возможные возмущения, изменяющие лишь количество фаз, определим таким образом, что числа молей фаз и остаются постоянными. Следовательно, предположим, что фазы отделены диатермической перегородкой, двигающейся без трения. Выберем энергетическое выражение и рассмотрим возмох<ные возмущения А (У с дополнительными условиями [c.214]

Поскольку калориметрическое измерение энтальпии парообразования представляет значительные методические трудности, особенно для слаболетучих соединений, используют косвенные методы определения этой характеристики. Применение обобщенного выражения первого и второго законов термодинамики к гетерогенному равновесию между конденсированной фазой и ее паром в изобарно-изотермических условиях приводит к уравнению Клапейрона, связывающему энтальпию парообразования с давлением пара Р и температурой Т. В случае однокомпонентной системы соотнощение Клапейрона-Клаузиуса имеет вид [c.60]

Уравнение XIII, 9) имеет исключительно большое значение применение константы равновесия можно распространить на любые типы равновесия, включая гомогенные и гетерогенные реакции и фазовые равновесия в однокомпонентных и многокомпонентных системах. Поэтому, например, уравнения dlnPjdT = VII, 2) и [c.419]

Кроме фазы существенное значение при исследовании равновесия термодинамических систем (как гетерогенных, так и гомогенных) имеет понятие компоненты. Это такая часть системы, содержание которой не зависит от содержания других частей [68. Смесь газов является однофазной, но многокомпонентной системой компонент в смеси химически не реагирующих газов столько, сколько в ней различных газов (см. Раздел 2.3.2). Вода, как и лед, также является однофазной системой, но однокомпонентной, так как водород и кислород в ней входят в определенном отношении количество одного зависит от количества другого. И вообще, если в фазе имеется N различных веществ (химических элементов), между которыми существует п химических реакций, то число компонент (независимых веществ) в такой фазе (Л -/ ) [68. [c.89]