物理化学第5章-相平衡.ppt

§§-克方程§§§§ 相平衡§、化工的科研和生产中有重要的意义,例如:溶解、蒸馏、重结晶、萃取、提纯及金相分析等方面都要用到相平衡的知识相律(phaserule);相图(phasediagram)1、相(phase)、相数(1)相:系统内部物理和化学性质完全均匀的部分。相与相之间在指定条件下有明显的界面。§(2)相数:系统中相的总数称为相数,用表示。一、基本概念气体:不论有多少种气体混合,只有一个气相。液体:按其互溶程度可以组成一相、两相或三相共存。固体:一般有一种固体便有一个相。两种固体粉末无论混合得多么均匀,仍是两个相(固体溶液除外,它是单相)。3、自由度(degreeoffreedom)如果已指定某个强度变量,除该变量以外的其它强度变量数称为条件自由度,用表示。(1)确定平衡系统的状态所必须的独立强度变量的数目称为自由度,用字母f表示。这些强度变量通常是压力、温度和浓度等。2、物种数(2)保持原来相平衡体系不变的前提下,在一定范围内,体系可独立改变的最多的强度变量数。二、相律某平衡系统中有S种不同的化学物种,有个相,需要多少强度变量才能确定系统的状态?〈一〉推导2fF=C-+(2)R:独立的化学反应数(3)R′:同一相中几个物种间的独立的浓度限制条件数〈二〉说明1、C:称为独立组分数(1)C与S的区别对于浓度限制条件R′,必须是在同一相中几个物质浓度之间存在的关系,能有一个方程把它们的化学势联系起来。例如:因为不在同一相中2、“2”的意义3、只给出f的数目4、适用于任意相平衡体系5、即使某一项中不含某一物质,相律仍成立。二、应用例、P146在一定温度和压力下,任何纯物质达到两相平衡时,在两相中Gibbs自由能相等一、克拉佩龙方程——单组分两相平衡系统若温度改变dT,则压力改变dp,达新的平衡时根据热力学基本公式,有§-克方程