Фазовое равновесие

Определение

Фазу определяют как состояние материи, которое «повсюду однородно не только по

Равновесие перехода вещества из одной фазы в другую без изменения химического

Фазовое равновесие является динамическим, т.е. скорость прямого процесса равна скорости обратного

Правило фаз.

Согласно правилу фаз, числа степеней свободы С, фаз Ф,

Компонент — это однородная по химическим свойствам часть термодинамической системы, которая

Например, система из аммиака, хлороводорода и хлорида аммония состоит из трех

Числом степеней свободы С называется число внешних условий, которые можно изменять

Правило справедливо при соблюдении следующих условий:
фазы имеют достаточно большие размеры, так

С = О (безвариантная система) определяет возможное число фаз Ф в

Для изучения фазового равновесия в термодинамических системах используется так называемая фазовая

Фазовая диаграмма для воды

Линия АО называется линией сублимации (возгонки);
Линия ВО соответствует линии плавления;
Кривая

Для определения фазового состава сплава, знание которого необходимо для понимания его

Диаграммы состояния для сплавов, образующих механические смеси индивидуальных компонентов.

Линия AEB на диаграмме называется линией ликвидуса
Точка Е с координатами

Диаграмма состояния для сплавов, образующих химические соединения, называемые интерметаллидами.

ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССА РАСТВОРЕНИЯ

Основные положения

Растворение – это физико-химический процесс.
Физическая сторона – растворяющее вещество теряет

Теплотой или энтальпией растворения – называется количество теплоты, которое выделяется или

Что происходит при растворении?

а) разрушение структуры растворенного вещества, т.е. фазовый переход

б) гидратация
ΔНгидр < 0 тепло выделяется
Na+ + n·H2O = [Na(H2O)n]+
Cl– + m·H2O = Cl– •m·H2O ΔH<0 ΔS<0

в) ΔHраст = ΔHфп + ΔНгидр
Если ΔHфп > ΔНгидр – то процесс эндотермический,
Если ΔHфп < ΔНгидр – то процесс экзотермический.

Энтропия растворения

Энтропия растворения твердых и жидких веществ всегда больше нуля

Энергия Гиббса

ΔGраств=ΔНраств+Т·ΔSраств
ΔGраств <0 – растворение идет самопроизвольно.
ΔG насыщенного раствора равна нулю.

Насыщенный раствор – это раствор который находится в равновесии с растворяющимся

ИДЕАЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ. Закон Рауля

Идеальные растворы – это такие растворы, образование которых происходит без изменения

В идеальных растворах частицы растворенного вещества находятся на большом расстоянии друг

Разбавленные растворы приближаются к идеальным.
Из реальных растворов разбавленные растворы неэлектролитов могут

Растворы не проводящие электрический ток называются неэлектролитами.
Слабые электролиты в растворе не

Некоторые физические свойства растворов неэлектролитов зависят только от концентрации частиц растворенного

К коллигативным свойствам относятся следующие:
Понижение давления паров растворителя над раствором

1. Понижение давления паров растворителя над раствором

Согласно, первому закону Рауля –

Р0 – давление насыщенного пара над чистым растворителем;
N – молярная доля

2а. Повышение температуры кипения

Второй закон Рауля:
а) Повышение температуры кипения ΔТкип раствора

Екип – это моляльная константа повышения температуры кипения растворителя или его

2б. Понижение температуры затвердевания растворов

Второй закон Рауля:
б) Понижение температуры затвердевания

Кзатв – это моляльная константа понижения температуры затвердевания или криоскопическая константа

ПРИМЕР

Вычислить температуру затвердевания раствора состоящего из 100 гр этиленгликоля С2Н6О2 (М=62)

3. Осмотическое давление

Раствор представляет собой однородную систему.
Частицы растворенного вещества и

Молекулы растворителя и растворенного вещества будут диффундировать преимущественно в том направлении,

Однако диффузия бывает односторонней, если растворы разделить полупроницаемой перегородкой, пропускающей только

Для количественной характеристики осмотических свойств вводится понятие осмотического давления.
Осмотическое давление

Вант –Гофф предложил, что для осмотического давления можно применять уравнение состояния

СМ – молярная концентрация раствора. Растворы с одинаковым осмотическим давлением называются