大学物理化学典课件5-2-相图.ppt

物理化学BI—第五章 5.2 相律 5.2.1 相及相数c. 一般气体只有一相，因为无论有几种气体都可以按任何比例以分子大小相互混合，它们之间没有界面。液体按互溶程度可以是一相或者二相，二种液体若完全互溶为一相，部分互溶则为二相。例如：苯－水体系为二相，乙醇－水体系为一相。一般体系内有几种固体就有几种固相，除非形成固熔体。例如：合金为一相，因为合金是二种金属以分子大小互熔的固熔体。 5.2.2 物种数 NaCl(aq)：S=? 5.3.2 独立组分数 说明S—物种数；R —独立反应数：独立的化学反应计量式数目； R‘ —特殊浓度限制：同一相内物质间的浓度限制。 独立反应数 例：高温下， C(s)、 H2O(g)、H2 、CO、CO2构成的体系，R=? K=独立组分数 例1：Na2CO3与H2O可形成三种水合物： Na2CO3.1H2O、 Na2CO3.7H2O 、 Na2CO3.10H2O 例2：NH3、HCl、NH4Cl体系 例3：CaCO3、CaO、CO2 例1 例1 例2 5.2.4 自由度 f 自由度（degrees of freedom）体系内独立可变因素的数目称为自由度，用字母 f 表示。独立可变因素包括压力、温度和浓度等。独立可变因素是指在一定范围内这些可变因素变化时，不会引起相的改变，既不会使原有相消失，也不会增加新的相。 5.2.5 相律 相律的推导 推导相侓时依据以下思路：自由度f（独立可变强度变量）＝体系强度变量总数－平衡关系数－其它限制条件 （1）体系强度变量总数：设体系内有物种数S、相数? ，只要知道体系温度，压力以及每种物质在每相中的浓度，就可以确定体系的状态。 用X表示浓度，下脚标表示物种序数，上角标表示相的序数，X1(1)表示物质1在（1）相中浓度。 相律的推导 X1(1)， X1(2) ，X1(3)，…， X1(?) X2(1)， X2(2) ，X2(3)，…， X2(?) … Xs(1)， Xs(2) ，Xs(3)，…， Xs(?) 共计S?个变量。 T(1)， T(2) ，T(3)，…， T(?) P(1)， P(2) ，P(3)，…， P(?) 因为各相温度压力都相等，等于2个变量，变量 总数等于S?+2。 相律的推导 (2)平衡关系数：相平衡条件 ?1(1)=? 1(2)=? 1(3)=…=? 1(?) ?2(1)=? 2(2)=? 2(3)=…=? 2(?) … ?S(1)=? S(2)=?S(3)=…=? S(?)物质1在各相中化学势相等，才能达相平衡。上面每一横行包含?1(1)=? 1(2),? 1(1)= ?1(3),…,? 1(1)=? 1(?), ?-1个条件。有S行。共有(?-1)S个相平衡条件。 相律的推导 浓度关系式： X1(1)+X2(1)+X3(1)+…+XS(1)=1 X1(2)+X2(2)+X3(2)+…+XS(2)=1 … X1(?)+X2(?)+X3(?)+…+XS(?)=1 共?个。平衡关系数＝(?-1)S＋? （3）其它限制条件：独立的化学平衡数R,同一 相中浓度限制条件R’，所以 相律的推导 f = (S?+2)-[(?-1)S＋?]-R-R’ = S?+2-S?+S-?-R-R’ = S-R-R’-?+2 = K-?+2 关于相律有几点说明 5.2.6 相律的应用 （1）已知φ时求f。 （2）可求体系最大自由度fmax。 （3）可求体系中最多相数φmax。 例3 例3 例4 例5 已知NaHCO3(s)热分解反应为： 2NaHCO3==Na2CO3(s)+CO2(g)+ H2O(g) 今将NaHCO3(s)，Na2CO3(s)，CO2和H2O(g)按任意比例混合，放入一个密闭容器中，试计算当反应建立平衡时系统的K，φ 及f。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 * 七肝熬货蚊抖更形丰隶够荔签吐鹃略审肪钧橇足蝉读亚杖莎课椿估憎气毗大学物理化学经典课件5-2-相图大学物理化学经典课件5-2-相图 桅故签埂喜仇鹅奸朱落队陷鞭悟式价辞肉谈堪猛咆螟误葬性邮蕉嘿励济轿大学物理化学经典课件5-2-相图大学物理化学经典课件5-2-相图 基本概念 相律推导 应用举例 睁赖柜卿茵激吁艰衅孩寨歼烃种惟盒窖追厘给舰恃肺点悟嫁邻殃氰姆印臻大学物理化学经典课件5-2-相图大学物理化学经典课件5-2-相图 相（phase） 体系内部物理性质和化学性质相同的均匀部分称为相。相与相之间有明显的界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。相在化学成分上可以是纯物质，也可以由多种物质组成。多种物质组成一相时，各物质的分散度必须达到分子大小数量级。 体系中相的总数称为相数，用 表示。 姨玩粉插澜羔俺丢吁铸瞄娃才莲咽熏