4 (792021)

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

Текст из файла

ФХФ-2011 Лекция 4Лекция 4 Фазовые равновесия. Фазовые диаграммы..§ 1. Вещество и его превращениеХимия рассматривает превращение веществ. Что такое вещество и егопревращение? − Вещество – это совокупность взаимодействующих частиц,которая характеризуется следующими признаками – составом, размеромчастиц, структурой и особенностями химической связи (Рис. 1).ВеществоСостав – видчастиц,образующихвеществоРазмерчастицСтруктура –некотороеразмещениечастиц впространствеХимическаясвязь – силы,удерживающиечастицы междусобойСвойстваРис. 1. Основные признаки вещества.Состав – это виды частиц, из которых построено вещество. Например,кристалл хлористого натрия построен из ионов натрия и хлора, занимающих2+−соответственно катионные NaNaи анионные ClClузлы.

Такими частицамимогут быть не только атомы, ионы, но и молекулы, например, молекулы I2 вкристаллах йода, воды, координационные многогранники (полиэдры),например, SO42− в кристаллах сульфата калия (тетраэдры) и т.д.Структура – некоторое упорядоченное размещение указанных частицв пространстве.Свойствакристалла–энергиякристаллическойрешетки,электрические, оптические, химические и т.д. – определяются составом иструктурой кристалла. Различное же размещение в пространстве одних и техже частиц, например, атомов углерода в алмазе и графите, приводит кразличным свойствам – энергии кристаллической решетки, определяющейтемпературы плавления и кипения, твердость и .т.д.Химическая связь – это те силы, которые связывают частицы междусобой.

Они обусловлены электростатическим взаимодействием электронов иядер. В зависимости от распределения электронов между ядрами различаютионный, ковалентный и металлический типы химической связи.Размер частиц – влияет на энергию взаимодействия частиц. Внанометровом диапазоне (1–100 нм) изменяются и становится возможнымформирование новых физических и химических свойств вещества. Этосвязано с физикой и химией поверхности (зависимость энергии поверхностиот размера частиц).Превращение вещества – это процесс изменения одного илинескольких его признаков. Оно сопровождается изменение энергии (dU) вформе передачи теплоты (δQ) и совершения работы (δА).Как описать превращение веществ? Как им управлять?Для открытых же систем внутренняя энергия (U) зависит от массысистемы, поэтомуdU = δQ − δА + dAм(2),где Aм –работа, обусловленная изменением массы системы.3§ 2.Система.

Состояние системы. Координаты состояния. Законыизменения координат состояния (уравнение состояния).2.1 В таблице 1 сопоставлены задачи изучения, координаты состояния,процессы и основные законы изменения координат состояния в химических,механических и квантово-механических системах.Таблица 1.Состояние системы (набор некоторых координат), процесс, законыпротекания процессовТипы систем1.Предметизучения2.Координаты(параметры)состояния3.4.Процесс –изменениекоординатсостоянияЗаконыизменениякоординатМеханическиеХимическиеПеремещение тел впространствеПревращениевеществx, y, z, t, m⎛ dx ⎞V = ⎜ ⎟⎝ dt ⎠ y , zdV d 2 xa== 2dtdtr rF = a⋅mr rA= F ⋅SS = V⋅tКвантовомеханическиеРаспределениеэлектроннойплотностиa) Интенсивныепараметры не зависят ψ = ψ (n, l, m, S)от количествавещества: Р, Т.b) Экстенсивныезависят отколичества вещества:V, S, m, UИзменение энергии,поглощение(выделение) теплоты,совершение работыdU = δQ − δA2.2.

Уравнение состоянияdU = TdS − pdV + ∑ µi ⋅ dnii(1)4dH = TdS + VdP + ∑ µi ⋅ dni(2)dF = −SdT + PdV + ∑ µi ⋅ dni(3)dG = − SdT + VdP + ∑ µi ⋅ dni(4)VdP + SdT + ∑ ni dµi = 0(5)iiii(Уравнение Гиббса – Дюгема)§ 3 Фаза вещества (фаза) – состояние вещества с определеннымнабором интенсивных параметров (координат) (У. Гиббс).§ 4. Гомогенные и гетерогенные системы.§ 5. Компоненты системы:5.1. Частицы, из которых построена система, - составляющие; их числоn.5.2. Если их концентрации связаны m-уравнениями, то k = n – m –независимые составляющие, или просто компоненты.Пример: NH3 (газ) + HCl (газ) = NH4Cl (ТВ)n = 3; m = 1 и k = n – m = 3 – 1 = 25.3.

Требования, которым должны удовлетворять компоненты:а) независимость;b) полнота описания свойств;с) сохранение условия электронейтральности.§ 6. Условия равновесия фаз.Как их найти? – Из условия минимума функции F (G)6.1.Т(1) = Т(2) = Т(3) (Условие теплового равновесия)6.2.P(1) = P(2) = P(3) (Условие механического равновесия)6.3.µi (1) = µi(2) = µi 3) (Условие химического равновесия)§ 7.

. Правило фаз5c=k+2–r(6)c – число независимых параметров (координат) или степеней свободы,которое можно изменять, сохраняя число фаз.§ 8. Диаграммы состояния8.1. Диаграмма состояния воды (k= 1)АО – зависимость давления насыщенного пара надо льдом от температуры(зависимость температуры сублимации от давления)ОК – зависимость давления насыщенного пара над жидкостью оттемпературы (зависимость температуры кипения от давления)ОВ – зависимость температуры плавления льда от давленияО – тройная точка (сосуществуют три фазы: лед, вода, пар)К – критическая точка (исчезает различие между газом и жидкостью)6§ 9 Химическое взаимодействие веществ и типы фазовыхдиаграмм.§9. 1.

Типы взаимодействия твердых веществ А + В.Взаимодействие А + В:ЕА–А; ЕВ–В; ЕА–ВНет взаимодействияЕА–А ≠ 0; ЕВ–В ≠ 0; ЕА–В = 0Есть взаимодействиеЕА–А ≠ 0; ЕВ–В ≠ 0; ЕА–В ≠ 0ЕА–А = ЕВ–В = ЕА–ВЕА–А и ЕВ–В > ЕА–ВсмешиваемостьсмешиваемостьНеограниченнаяЕА–А и ЕВ–В < ЕА–ВОбразуютсяОграниченнаяхимическиесссоединенияTТm,BТm,AТm,BТm,AАВТm,ABАEТm,BТm,AВА§ 9. 2.Диаграмма состояния двухфазнойдвухкомпонентной (k =2, HCl + H2O ) системыAВ(LВ+V)7.

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