Химический потенциал

Фазовые равновесия
Фаза – совокупность гомогенных частей гетерогенной
системы, одинаковых по физическим и химическим
свойствам, отделённая от других частей системы
видимыми поверхностями раздела.
Виды фаз:
1. Газообразная
2. Жидкая
3. Твердая
Водяной пар
Жидкая вода
ЛЕД
Фазовый переход – это изменение фазового состояния
вещества без изменения его состава (плавление, кипение,
сублимация)
твердое тело
жидкость
газ
15
G
10
5
T
0
0
тв. тело жидкость пар
1
2
3
GТВ  GЖ  GПар
GФ.Р.  0
4
5
Твердая фаза
Химический потенциал
Химический потенциал – это величина
приращения термодинамической функции
Гиббса на единицу количества вещества
(1 моль)
dG  VdP  SdT
dG  f ( P, T )
Для химической реакции:
dG  f ( P, T , n1 , n2 , n3 ...)
При Р=const и T=const:
 G 
dG   
 dni
 ni 
G
 i
ni
- химический потенциал
dG   i dni
0   i dni
- фазовое равновесие
Правило фаз Гиббса
С  К Ф  2
С  К Ф  3
К – число компонентов в системе
Ф – число равновесных фаз в системе
С – число степеней свободы, количество независимых
переменных (давление, температура, концентрация),
которые могут произвольно изменяться, не оказывая
влияния на число равновесных фаз в системе
Для однокомпонентной системы
С  3 Ф
Диаграммы состояния
С  3 Ф
Твердое
тело
1атм
Жидкость
Тпл
С  3 Ф
ТК
Пар
АО, СО, ВО – две фазы
О – тройная точка (три фазы одновременно)
В – критическая точка
Твердое
тело
Жидкость
D
Пар
DО – метастабильное состояние (неустойчивое),
переохлажденная жидкость
Тпл
Многокомпонентные системы
К 2
С  4 Ф
Р = const
С  3 Ф
Одна
Одна
фаза
фаза
Две
фаза
Фазовая диаграмма жидкость – твердое в-во
для смеси А и В
Жидкость
Ж.
+В
е
а1
а2
а3
Твердое тело
NА
е – точка эвтектики
Ж.
+А
а4
а5