Лекция (17) (1106727)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Фазовые равновесияПравила фаз. Фазовыедиаграммы.В лекции использованы материалы проф. В.В.Еремина, химический ф-т МГУ,учебного пособия Н.В.Карякина «Основы химической термодинамики», т.1 «Неорганической химии»под ред. Акад. Ю.Д.Третьякова1Гетерогенные системы«Фазы»(визуальновидимыечасти)ГазЛедКока-кола«Компоненты»(выражениехимическогосостава)ВодаСахарH3PO4КофеинCO2…Любая(гетерогенная)система,какправило, является сложной и состоит изнескольких компонентов и фаз.2Основные понятия• Элемент – совокупность атомов• Вещество – соединение химических элементов определенногосостава• Фаза - совокупности всех гомогенных частей гетерогеннойсистемы с постоянным составом и свойствами, отделенной отдругих частей системы межфазными границами.• Фаза – гомогенная часть равновесной гетерогенной системы,характеризующаяся одинаковыми физическими и химическимисвойствами во всех ее частях.

Фаза – это вещество или раствор (?),все составные части которого описываются одним и тем жеуравнением состояния (та часть равновесной системы, котораяимеет одинаковые термодинамические свойства).• Система будет называться гетерогенной, если она состоит измножества (по меньшей мере, двух) фаз, которые отделены друг отдруга поверхностями раздела. Отдельные части (фазы) должныиметь такие размеры (содержать достаточно большое числочастиц), чтобы можно было применить понятия температуры,давления, концентрации…3Основные понятия• Вещества (составляющие вещества), которыенеобходимы и достаточны для определения состава(и свойств) любых (всех) фаз системы, называюткомпонентами.• Число степеней свободы – число независимыхпараметров состояния системы, которые можноизменять независимо друг от друга, не изменяяприроды и числа фаз, находящихся в равновесии.• Обычно независимые параметры состояния системы– это температура, давление, концентрация(парциальные давления, активности…).

Однако,если система находится «в поле действия» каких –либо сил (поверхностное натяжение, электрическое,магнитное поле), которые оказывают существенноевоздействие, то они становятся параметромсостояния системы.4Фазовые переходы5Условия равновесия• Равновесная система• Скомпонентов(С-1мольныхдолейкомпонентовдлявыражениясоставакаждой фазы), φ фаз,внешние параметры –температура и давление,φ(С-1)+2 – общее числопеременных6Правило фаз Гиббса• Каждыйкомпонентдолженудовлетворять φ -1 равенствам, общеечисло уравнений взаимосвязи С(φ -1)• Число степеней свободы = числопеременных – число взаимосвязей =φ(С-1)+2 - С(φ -1) = С – φ + 2Мнемоника: С + Ф = K + 2С = К – Ф +2(+γ) - αγ – новые «поля», α - условия7Н.С.Курнаков и физ.-хим.

анализДальтонидыБертоллидыФизикохимическийанализНиколайСеменовичКурнаков(1860-1941)Клод ЛуиБертолле(1748 - 1822)непрерывный составсмеси, а не индивидыНаправлениехимическихреакций определяется массой,свойствамиреагентовиусловиями реакции. Составпродуктов должен изменятьсянепрерывно, т. е.

бытьпеременным.1801 - 1808 г.г.Жозеф-ЛуиПруст(1754 - 1826)Джон Дальтон(1766-1844)Закон кратныхсоотношений.Закон постоянствасостава: состав независит от способаполучения8Вюстит«Односторонняя», «высокотемпературная»фаза «FeO» (идеального состава не существует,фаза неустойчива при комнатной температуре)9Точечные дефекты1’, 1” – вакансии,1 – дефект по Шоттки,2 – собственныймеждоузельный атом,3 – дефект поФренкелю,4 – дефект замещения,5 – дефект внедрения,6 – гетеровалентноезамещение,7 – антиструктурныедефекты10Однокомпонентная системаС = 1,F = 3 – PP = 1;F = 2 - полеP = 2;F = 1 - линияР = 3;F = 0 - точкаУдивительная водаТоросы на озере Байкал:плотность льда МЕНЬШЕплотности волы (переход втвердую фазу с увеличениемобъема)Формированиежидкойпрослойкиводыподдавлением (?).13Сублимационная сушка14Фазовые диаграммы15Диаграмма состояния серы16Уравнение Клапейрона17Уравнение Клаузиуса - Клапейрона18Бинарная конденсированная система(полная нерастворимость)NAL + BLMTBAL + BSTAAS + BSNa – AlLi - K0A204060%B(NB)80100BБинарная система А - В с эвтектикой(полная растворимость в расплаве инерастворимость в твердом состоянии)NMTALTBAS+LBS+LEAS + BSAмольная доля ВBДвухкомпонентные системы321Правило рычагаДоля – не степень свободы!Активность компонентовв фазах – степень свободы.22NMPEABБинарная конденсированная система- полная растворимость в расплаве- частичная растворимость в твердом состоянии2х компонентная конденсированная система собразованием химического соединения (полнаярастворимость в расплаве, полнаянерастворимость в твердой фазе)ABLLABS+LAS+LBS+LABS+LBS + ABSAS + ABSAABBФазовая диаграмма 2х – компонентной конденсированной системы с несколькими химическимисоединениями (полная растворимость в расплаве,полная нерастворимость в твердой фазе)Е3Е1Е2АВLL+SS2-х компонентная конденсированная система компоненты неограниченно растворимы другв друге в твердом и жидком состоянии2728SL+AИнконгруэнтное плавлениеLA+ LL+BL+SA+ SS+BABТрехкомпонентные системы30Образование твердого раствораДвухфазная область Nd123ss+L:при заданных рО2 и температуре состав расплаваопределяет состав (и, следовательно, свойства)твердой фазыВопросы• Приведите примеры систем, в которых, кромедавления и температуры, параметрами,учитываемыми в правиле фаз Гиббса,являются и другие переменные («поля»)• Какую роль играют парциальные давлениягазов в системе в применении к правилу фаз(как их учитывать? В качестве какихпараметров?)• Приведите примеры систем, в которыхкомпонентами являются «несуществующие» всистеме вещества32.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций