3.5 相律.ppt

3-5 相 律 相平衡定律： 实验表明，多相平衡系统中各个相的物质的量并不影响这些相的平衡组成和强度性质。 组分数——系统中存在的分子种类数。 相——指系统中具有完全相同的物理性质和化学组成的均匀部分。 有关状态函数的基本假定: 对于一个均相系统，如果不考虑除压力以外的其它广义力，为了确定平衡态，除了系统中每一种物质的数量外，还需确定两个独立的状态函数。 1.相律的推导 设系统——K个组分，? 个相，R个独立的化学反应 强度性质总数 ? (K+1) 限制方程 (? -1 )(K+2)+R+R’ K -? +2 - R - R’ f ,n(1) ,n(2) ,n(p) f = K -? +2 - R - R’ 自由度 f —平衡系统的强度性质中独立变量的数目 ◆确定一个系统的状态所必须确定的独立强度性质的数目 ◆在一定范围内可以独立变动而不致引起旧相消失或新相产生的强度性质的数目 相律 f = K -? +2 - R - R’ 讨论： ◆独立的其它依赖关系R’ ◆独立的化学反应R f = K -? +2 - R - R’ 讨论： ◆相律中的２实际是指温度和压力两个变量。 ◆在推导中假设了每一种组分都存在于每一相中，如果情况不是如此，相律的形式仍不变。 ◆相律只适用于平衡系统。 f = K -? +2 - R - R’ 自由度 f —平衡系统的强度性质中独立变量的数目 ◆确定一个系统的状态所必须确定的独立强度性质的数目 ◆在一定范围内可以独立变动而不致引起旧相消失或新相产生的强度性质的数目 令 : K - R - R’ = K’ 独立组分数 f = K’- ? + 2 2.相律的应用 ◆ 单元系相平衡 两相平衡： 三相平衡： 单相系统： 2.相律的应用 ◆ 单元系相平衡 两相平衡： 三相平衡： 单相系统： ◆ 多元系相平衡 丙烯腈(A)-乙腈(B) －水(C)三元系 有两个部分互溶的液相与气相一起达到平衡 水 异丁醇 丙烯腈(A)-乙腈(B) －水(C)三元系 f = K -? +2 - R - R’ 有两个部分互溶的液相与气相一起达到平衡 2.相律的应用 ◆ 单元系相平衡 两相平衡： 三相平衡： 单相系统： ◆ 多元系相平衡 ◆ 多相化学平衡 3 3 2 1 0 1 5 2 2 2 2 1 5 2 2 2 0 3 例：确定下列各系统的组分数、相数及自由度。 1.化合物A分解成B和C：A=B+C。自纯A出发，设(1)皆是气体；(2)有气(A,B,C)，液(A)二相；(3)液相及气相中皆有A,B,C;(4)液相中无C，气相中有A,B,C。 解： (1) (2) (3) (4) 例：确定下列各系统的组分数、相数及自由度。 2. (1)将NH3加热到有一部分分解； (2)将NH3及N2的混合气加热到有一部分NH3分解。 解： (1) (2) 例：确定下列各系统的组分数、相数及自由度。 3.KCl与AgNO3溶于水形成的平衡系统。 解： 例：确定下列各系统的组分数、相数及自由度。 4.KCl与NaNO3溶于水形成的平衡系统。 解： (1) (2) 例：确定下列各系统的组分数、相数及自由度。 5. 298K,101325Pa下,NaCl(s)与其饱和水溶液成平衡系统。 解：