- •1. Равновесие в гетерогенных системах. Основные понятия.
- •2. Правило фаз Гиббса.
- •3. Однокомпонентные системы. Диаграмма состояния однокомпонентной системы.
- •4) Уравнение Клайперона-Клаузиуса
- •5) Диаграмма состояния двухкомпонентных систем с простой эвтектикой.
- •6. Диаграмма плавящаяся конгруэнтно.
- •7. Диаграмма плавящаяся инконгруэнтно.
- •8. Диаграмма с ограниченной растворимостью в твердом состоянии.
- •9. Диаграмма с неограниченной растворимостью в твердом и жидком состоянии.
- •10. Диаграмма с ограниченной растворимостью в жидком состоянии.
- •11.Растворы. Общие понятия. Основные задачи, решаемые термодинамикой растворов.
- •12.Парциальные молярные величины. Уравнение Гиббса-Дюгема.
- •13. Идеальные растворы и их характеристика.
- •14. Давление насыщенного пара компонента над раствором. Закон Рауля.
- •15. Растворимость газа в жидкостях. Закон Генри.
- •16. Предельно разбавленные растворы.
- •17. Отклонение от закона Рауля.
- •18. Дисперсионные системы. Основные понятия и классификация.
- •19.Свободная поверхностная энергия и поверхностное натяжение.
- •20. Методы определения поверхностного напряжения.
- •21.Смачивание. Работа когезии и отгезии.
- •22. Пав. Адсорбция на границе раздела жидкость - газ.
- •24.Адсорбция на твердых адсорбентах. (Уравнение Френдлиха – нет.)
1. Равновесие в гетерогенных системах. Основные понятия.
В-ва могут находиться в 3-х состояниях: жидкое, твёрдое и газ.
Если мы говорим, что вода является жидкой при данных условиях (P,T) подразумеваем, что основное кол-во в жидком состоянии
Н2Ож↔Н2Опар Н2Ож↔Н2Отв Н2Отв↔Н2Опар
При изменении термодинамических параметров вода
Может перейти из жидкости в газ. Такого рода переходы называются фазовыми. Говоря о фазовых переходах, мы подразумеваем фазовое равновесие в гетерогенных системах. Не следует путать фазовые переходы с агрегатными превращениями.
Фаза - гомогенная (однородная) часть системы, имеющая во всех точках одинаковый химический состав, одни и те же физ. и хим. свойства и отделенная от других частей системы поверхностью раздела.
Составляющее в-во – часть системы, которое может быть выделено из системы и существовать вне нее неограниченное время.
Компонент – независимое составляющее в-во, концентрация которого определяет состав фазы данной системы.
Понятия компонента и составляющего в-ва не являются эквивалентными.
Гетерогенные системы бывают 2-х видов:
1) системы в которых не протекают хим. реакции (в таких системах число св равно числу компонентов)
2) системы в которых протекают хим. реакции (число компонентов равно числу св минус число хим. реакций )
к=3-1=2
Таким образом, компонент – наименьшее число составляющих в-в, знание концентрации которых достаточно для описания системы.
2. Правило фаз Гиббса.
Состояние любой системы можно описать с помощью независимых переменных (P,T,V,C). Если система находиться в равновесии, возможно изменение ограниченного числа термодинамических параметров.
Равновесие в гетерогенных системах предполагает постоянство числа и природы фаз системы.
Число степеней свободы – число независимых переменных, которое можно менять без изменения природы и числа фаз системы, или наименьшее число параметров, с помощью которых можно описать состояние системы.
Правило фаз Гиббса устанавливает зависимость между числом степеней свободы, фаз, компонентов и числом независимых внешних переменных.
Ф+С=К+n
С=К+n-Ф
n-число независимых внешних переменных с изменением которых изменяется состояние системы (как правило =2 (T,P))
Число степеней свободы характеризует вариантность системы, св увеличивается с числом компонентов и уменьшается с увеличением числа фаз.
Если С=0 то в равновесии находиться max число фаз для данной системы; если С=0 – безвариантная (инвариантная система; если С=1 – одновариантная и тд.
Гетерогенные системы классифицируются по числу компонентов (одно-, двух-, трехкомпонентные системы).
3. Однокомпонентные системы. Диаграмма состояния однокомпонентной системы.
Изучение гетерогенных систем проводиться на основе построение диаграмм состояния.
Диаграмма состояния – графическое изображение зависимости между параметрами характеризующие состояние системы. Каждая точка на диаграмме состояния определяет численное значение параметров состояния.
Состояние однокомпонентной системы можно описать 2-я параметрами (Т и Р)
С=К+2-Ф К=1
С=3-Ф
Из формулы видно, что в равновесии одновременно может существовать 3 фазы.
Рассмотрим диаграмму воды в области среднего давления
Кривые разбивают диаграмму на 3 поля, каждое поле соответствует одному агрегатному состоянию воды С=3-1=2 (Т, Р)
Точки лежащие на кривых характеризуют равновесие в т2 Н2Ож ↔Н2Ог С=3-2=1 (Т или Р)
ОС кривая испарения, характеризует зависимость давления насыщенного пара и жидкой воды от Т.
ОВ кривая плавления, характеризует зависимость Т замерзания от внешнего давления.
ОА кривая возгонки, характеризует зависимость насыщенного пара от Т
ОД характеризует давление насыщенного пара льда над переохлажденной водой характеризуется метастабильным равновесием
О тройная точка, которая выражает условие равновесия между паром, льдом и жидкой водой
В точке О С=3-3=0
Р=610,5Па Т=273К