相图3-4节.ppt

第六章相平衡
引言
1、相平衡的概念及研究意义
2 、描述相平衡物质的性质(沸点、熔点)与条件(T、P)及组成之间函数关系的方法:
列举实验表格法、解析法、由实验数据作图的图解法
3、相图:利用图形来表示相平衡物系的组成温度和压力之间关系的图形叫相平衡状态图,简称相图
1 相平衡的概念及研究意义
相平衡: 是研究—个多组分(或单组分)多相体系的平衡状态如何随影响平衡的因素(温度、压力、组分浓度等)变化而改变的规律。
相平衡研究方法优点:不需要体系中的化学物质或相加以分离来分别单独研究,而是综合考察系统中组分间及相间所发生的各种物理的化学的或物理化学的变化。
相平衡的意义
基本功。
帮助我们正确选择配料方案及工艺制度,
合理分析生产过程中质量问题产生的原因
帮助我们进行新材料的研制.
2. 热力学的平衡态与非平衡态
相图:又称平衡状态图。相图指的是一个体系处于的一种热力学平衡态。
相图仅指出在一定条件下体系所处的平衡状态(即其中所包含的相数,各相的形态、组成和数量),而不管达到达个平衡状态所需要的时间。
热力学平衡态:相平衡即系统中每一相的数量不随时间而变化,是一种热力学平衡态。
热力学非平衡态(介稳态):因动力学原因而出现且可以长期存在。在硅酸盐系统中经常出现。
第一节硅酸盐系统相平衡的特点
1、硅酸盐系统中的组分、相及相律
. 吉布斯相律:f = c– p + 2
多相平衡的一般规律,用于检查、分析相图。
明确c、p 、 f 的含义
. 几个基本概念:
f——自由度数,即在温度、压力、组分浓度等可能影响系统平衡状态的变量中,可以在一定范围内任意改变而不会导致旧相消失或新相产生的独立变量的数目.
可变因素(变量):影响系统平衡状态的物理条件,一般有如下两种:外界变量和浓度变量。
外界变量:指T、P、电力场、磁力场等,一般只涉及T、P。在凝聚相系统中P的影响可忽略不计,只有T一个外界变量。
浓度变量:一个相中的组分的浓度,单组分系统中无浓度变化。
c——独立组分数,即构成平衡物系所有各相组成所需要的最少组分数;
组分:必须具有相同的化学性质,能用机械方法从系统中分离出来且能长期独立存在的物质。
在没化学反应系统中,化学物质的种类等于独立组分数;
若系统中各物质间存在化学反应,则组分数c= S – R – R’
S—物质数;
R—相平衡物系中所存在的独立化学反应的平衡反应式的数量;
R’—浓度限制条件的数量(只存在于同一相中)。