Лекция 10.7. Фазовые диаграммы

Содержание

Слайд 2

Фаза – гомогенная часть системы отделенная от других частей поверхностью раздела

Фаза

– гомогенная часть системы отделенная от других частей поверхностью раздела и

имеющая во всех точках одинаковые химические и физические свойства.
1) 5 кусков льда в воде, 20 пузырьков газа в жидкости – сколько фаз?
2) на дне стакана с водой сахарный песок, есть градиент концентрации сахара в растворе – сколько фаз?
Слайд 3

Правило фаз С = K + N – Ф С –

Правило фаз

С = K + N – Ф
С – число степеней

свободы – число независимых параметров системы, которые можно изменять произвольно в некотором интервале, не меняя числа и вида фаз.
Ф – число фаз в системе
N – число независимых параметров
pV = νRT сколько независимых параметров для 1 моль вещества?
р, Т независимы ⇒ V = νRT/p зависим
Слайд 4

С = K + N – Ф К – число независимых

С = K + N – Ф
К – число независимых компонентов
Компонент

– вещество, которое может быть выделено из системы.
Независимые компоненты – вещества, концентрации которых в системе могут быть изменены произвольно.
Число независимых компонентов в системе – число компонентов минус число уравнений реакций, связывающих их.
SO2 + NO2 ⇔ SO3 + NO
Слайд 5

Фазовая диаграмма – график, изображающий области существования фаз в координатах независимых

Фазовая диаграмма

– график, изображающий области существования фаз в координатах независимых параметров

(например, р – Т, С – Т).
Если независимых параметров 2 (р, Т), то
С = К + 2 – Ф.

S

Слайд 6

Фазовая диаграмма серы С = К + 2 – Ф С = 3 – Ф

Фазовая диаграмма серы

С = К + 2 – Ф
С =

3 – Ф
Слайд 7

РОМБ. ГАЗ Ж. МОН. Области существования фаз В каждой области С

РОМБ.

ГАЗ

Ж.

МОН.

Области существования фаз

В каждой области
С = 3 – 1 = 2
дивариантное

равновесие
Слайд 8

РОМБ. ГАЗ Ж. МОН. Зависимость р насыщенного пара жидкости от Т

РОМБ.

ГАЗ

Ж.

МОН.

Зависимость р насыщенного пара жидкости от Т
(Т кип от р)

Сосуществование

2 фаз

В каждой области
С = 3 – 2 = 1
моновариантное равновесие

Sромб ⇔ Sгаз

Слайд 9

РОМБ. ГАЗ Ж. МОН. Сосуществование 3 фаз В каждой точке С

РОМБ.

ГАЗ

Ж.

МОН.

Сосуществование 3 фаз

В каждой точке
С = 3 – 3 = 0
нонвариантное

равновесие

Sж ⇔ Sмон ⇔ Sгаз

Слайд 10

2 2 2 1 1 1 1 1 1 0 0

2

2

2

1

1

1

1

1

1

0

0

0

Число степеней свободы

Уравнение
Клаузиуса –
Клапейрона

Слайд 11

Привязка к давлению 1 атм

Привязка к давлению

1 атм

Слайд 12

Привязка к температурам 1 атм 95о 119о 444о

Привязка к температурам

1 атм

95о

119о

444о

Слайд 13

Закон Рауля и его следствия 1 атм Н2О Тзам Тзам 0 Ткип 0 Ткип

Закон Рауля и его следствия

1 атм

Н2О

Тзам

Тзам 0

Ткип 0

Ткип

Слайд 14

Фазовые диаграммы двухкомпонентных систем (Т – С). Соответствие состав – свойства

Фазовые диаграммы двухкомпонентных систем (Т – С). Соответствие состав – свойства

мех.смесь соед.

неогр.р-мость огр.р-мость

тв

ж

тв + ж

Т

С

С

свойство

Слайд 15

Фазовая диаграмма двухкомпонентной системы (участок жидкость – пар)

Фазовая диаграмма двухкомпонентной системы (участок жидкость – пар)

Слайд 16

Азеотропы ☹

Азеотропы ☹

Слайд 17

Диаграмма (не фазовая ☹)

Диаграмма (не фазовая ☹)

Слайд 18

Слайд 19

Фазовая диаграмма СО2 1 атм -79о 6 атм 25о 0о

Фазовая диаграмма СО2

1 атм

-79о

6 атм

25о


Слайд 20

Фазовая диаграмма Н2О 1 атм 0о 100о

Фазовая диаграмма Н2О

1 атм


100о

Слайд 21

Слайд 22

Механическая смесь (Pb – Sb) Т, oC %Sb Pb Sb 0

Механическая смесь (Pb – Sb)

Т, oC

%Sb

Pb

Sb

0

50

100

630

327

246

эвтектика

ж.

ж. + тв.Sb

ж. + тв.Pb

тв.эвт. +

тв.Sb

тв.эвт.
+
тв.Pb

Слайд 23

Система с химическим соединением (Mg – Pb) Т, oC %Pb Mg

Система с химическим соединением (Mg – Pb)

Т, oC

%Pb

Mg

Pb

0

50

100

327

650

250

460

33

Mg2Pb

эвт.1

эвт.2

ж.

ж. +
тв.Mg2Pb

ж. +

тв.Pb

ж. + тв.Mg2Pb

ж. + тв.Mg

тв.эвт.2 +
тв.Pb

тв.эвт.2 +
тв.Mg2Pb

тв.эвт.1 +
тв.Mg2Pb

тв.эвт.1 +
тв.Mg

Слайд 24

Система с неограниченной растворимостью (Ag – Au) Т, oC %Au Ag

Система с неограниченной растворимостью (Ag – Au)

Т, oC

%Au

Ag

Au

0

100

1063

961

ж.

тв.р-р

ж. + тв.р-р