Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Однокомпонентные системы. Диаграмма состояния однокомпонентной системы.





Равновесие в гетерогенных системах. Основные понятия.

В-ва могут находиться в 3-х состояниях: жидкое, твёрдое и газ.

Если мы говорим, что вода является жидкой при данных условиях (P,T) подразумеваем, что основное кол-во в жидком состоянии

Н2Ож↔Н2Опар Н2Ож↔Н2Отв Н2Отв↔Н2Опар

При изменении термодинамических параметров вода

Может перейти из жидкости в газ. Такого рода переходы называются фазовыми. Говоря о фазовых переходах, мы подразумеваем фазовое равновесие в гетерогенных системах. Не следует путать фазовые переходы с агрегатными превращениями.

Фаза - гомогенная (однородная) часть системы, имеющая во всех точках одинаковый химический состав, одни и те же физ. и хим. свойства и отделенная от других частей системы поверхностью раздела.

Составляющее в-во – часть системы, которое может быть выделено из системы и существовать вне нее неограниченное время.

Компонент – независимое составляющее в-во, концентрация которого определяет состав фазы данной системы.

Понятия компонента и составляющего в-ва не являются эквивалентными.

Гетерогенные системы бывают 2-х видов:

1) системы в которых не протекают хим. реакции (в таких системах число св равно числу компонентов)

2) системы в которых протекают хим. реакции (число компонентов равно числу св минус число хим. реакций)

к=3-1=2

Таким образом, компонент – наименьшее число составляющих в-в, знание концентрации которых достаточно для описания системы.

 

Правило фаз Гиббса.

Состояние любой системы можно описать с помощью независимых переменных (P,T,V,C). Если система находиться в равновесии, возможно изменение ограниченного числа термодинамических параметров.

Равновесие в гетерогенных системах предполагает постоянство числа и природы фаз системы.

Число степеней свободы – число независимых переменных, которое можно менять без изменения природы и числа фаз системы, или наименьшее число параметров, с помощью которых можно описать состояние системы.

Правило фаз Гиббса устанавливает зависимость между числом степеней свободы, фаз, компонентов и числом независимых внешних переменных.

Ф+С=К+n

С=К+n-Ф

n-число независимых внешних переменных с изменением которых изменяется состояние системы (как правило =2 (T,P))

Число степеней свободы характеризует вариантность системы, св увеличивается с числом компонентов и уменьшается с увеличением числа фаз.

Если С=0 то в равновесии находиться max число фаз для данной системы; если С=0 – безвариантная (инвариантная система; если С=1 – одновариантная и тд.

Гетерогенные системы классифицируются по числу компонентов (одно-, двух-, трехкомпонентные системы).

Однокомпонентные системы. Диаграмма состояния однокомпонентной системы.

Изучение гетерогенных систем проводиться на основе построение диаграмм состояния.

Диаграмма состояния – графическое изображение зависимости между параметрами характеризующие состояние системы. Каждая точка на диаграмме состояния определяет численное значение параметров состояния.

Состояние однокомпонентной системы можно описать 2-я параметрами (Т и Р)

С=К+2-Ф К=1

С=3-Ф

Из формулы видно, что в равновесии одновременно может существовать 3 фазы.

Рассмотрим диаграмму воды в области среднего давления

Кривые разбивают диаграмму на 3 поля, каждое поле соответствует одному агрегатному состоянию воды С=3-1=2 (Т, Р)

Точки лежащие на кривых характеризуют равновесие в т2 Н2Ож ↔Н2Ог С=3-2=1 (Т или Р)

ОС кривая испарения, характеризует зависимость давления насыщенного пара и жидкой воды от Т.

ОВ кривая плавления, характеризует зависимость Т замерзания от внешнего давления.

ОА кривая возгонки, характеризует зависимость насыщенного пара от Т

ОД характеризует давление насыщенного пара льда над переохлажденной водой характеризуется метастабильным равновесием

О тройная точка, которая выражает условие равновесия между паром, льдом и жидкой водой

В точке О С=3-3=0

Р=610,5Па Т=273К

 

Уравнение Гиббса-Дюгема.

Уравнение задает взаимосвязь между ПМВ. Рассмотрим двухкомпонентную систему при постоянном T,P. dxобщ=x1dn1+x2dn2 (1)

Проинтегрируем 1 при условии постоянства составов.

x1, x2=const xобщ=x1n1+x2n2 (2)

Продифференцируем 2 уравнение.

dxобщ=x1dn1+n1dx1+x2dn2+n2dx2=(x1dn1+x2dn2)+(n1dx1+n2dx2) (3)

Сравним 1 и 3:

n1dx1+n2dx2=0

n1dx1/(n1+n2)+n2dx2/(n1+n2)=0

X 1dxi=0 x= x 1x1+ x 2x2 xi=∑ x ixi

Уравнение Гиббса-Дюгема чаще используеться для определения величины химического потенциала.

X 1dμ1+ X 2dμ2=0

Для многокомпонентных систем равенство давления, температуры, химического потенциала: всех компонентов в различных частях системы является условием термического и химического равновесия. При постоянном P, T величина химического потенциала характеризует стремление вещества покинуть данную фазу.

μi(р-р)<μi(пар) в-во в р-ре

μi(р-р)>μi(пар) в-во в парообраз составе

Уравнение Гиббса-Дюгема позволяет определить ПМВ одного компонента, если известна ПМВ другого. Данное уравнение связывает ПМВ с составом раствора. Существуют таблицы ПМВ

 

 

Отклонение от закона Рауля.

Закон Рауля основан на предположении, что взаимодействие между разнородными молекулами = взаимодействию между однородными молекулами. Это означает, что закон справедлив только для идеальных и бесконечно разбавленных р-ров.

Реальные р-ры характеризуются многообразием взаимодействия между молекулами компонентов.

Для реальных р-ров не выполняются законы Рауля.

Все отклонения от закона Рауля можно свести к 2-м типам: положит. и отрицат.

1) Положительное отклонение – показывает, что образование р-ра затруднено по сравнению с идеальным. Это относится к случаю, когда энергия взаимодействия разнородных молекул меньше чем однородных. Т. е. для образования р-ров нужно затратить энергию. Как правило такие р-ры характеризуются малой растворимостью компонентов друг в друге и теплота поглощается.

Р Р P P

 

Робщ РВ0

Робщ. РВ0

РА0 РА0

 

А В А В

100% 100% 100% 100%

 

Отрицательное отклонение – образование р-ра облегчено по сравнению с идеальным. Т. е. энергия взаимодействия разнородных молекул выше чем однородных. Эти р-ры обр. с выделением тепла

 

Дисперсионные системы. Основные понятия и классификация.

Дисперсная система – система, в которой в-во находится в состоянии раздробления, дисперсности и равномерно распредел. в среде.

Степень раздробленности определяется как величина, обратная величине размера дисперсной частицы. (см-1)

Дисперсная система является микро-гетерогенной с сильно развитой внутренней поверхностью раздела между фазами. Они состоят из двух и более фаз.

Дисперсная фаза – обладающая высокой дисперсностью и распределена в виде множества мельчайших частиц наход. в дисперсионной среде.

Классифицируют:

По степени дисперсности.

Грубодисперсные (простые дисперсии, суспензии) размер частиц >10-5см.

1)Колоидно дисперсная (золи). Размер частиц от 10-5 до 10-7см.

2)Молекулярная и ионная дисперсионные системы. Меньше 10-7см.

По агрегатному состоянию дисперсной среды.

1)Дисперсионная среда газообразная: тв. – газ -- аэрозоли

ж – газ – туманы газ – газ – гомог. сист.

2)-//- жидкая.

тв. – калоидные р-ры серебра и золота ж – ж – эмульсии

г – ж – пены или эмульсии газа в жидкости.

3) -//- тв.

ж – тв. – нитроцеллюлоза, вода в парофине

г – тв. - пемза, эбониты микропористые.

 

Равновесие в гетерогенных системах. Основные понятия.

В-ва могут находиться в 3-х состояниях: жидкое, твёрдое и газ.

Если мы говорим, что вода является жидкой при данных условиях (P,T) подразумеваем, что основное кол-во в жидком состоянии

Н2Ож↔Н2Опар Н2Ож↔Н2Отв Н2Отв↔Н2Опар

При изменении термодинамических параметров вода

Может перейти из жидкости в газ. Такого рода переходы называются фазовыми. Говоря о фазовых переходах, мы подразумеваем фазовое равновесие в гетерогенных системах. Не следует путать фазовые переходы с агрегатными превращениями.

Фаза - гомогенная (однородная) часть системы, имеющая во всех точках одинаковый химический состав, одни и те же физ. и хим. свойства и отделенная от других частей системы поверхностью раздела.

Составляющее в-во – часть системы, которое может быть выделено из системы и существовать вне нее неограниченное время.

Компонент – независимое составляющее в-во, концентрация которого определяет состав фазы данной системы.

Понятия компонента и составляющего в-ва не являются эквивалентными.

Гетерогенные системы бывают 2-х видов:

1) системы в которых не протекают хим. реакции (в таких системах число св равно числу компонентов)

2) системы в которых протекают хим. реакции (число компонентов равно числу св минус число хим. реакций)

к=3-1=2

Таким образом, компонент – наименьшее число составляющих в-в, знание концентрации которых достаточно для описания системы.

 

Правило фаз Гиббса.

Состояние любой системы можно описать с помощью независимых переменных (P,T,V,C). Если система находиться в равновесии, возможно изменение ограниченного числа термодинамических параметров.

Равновесие в гетерогенных системах предполагает постоянство числа и природы фаз системы.

Число степеней свободы – число независимых переменных, которое можно менять без изменения природы и числа фаз системы, или наименьшее число параметров, с помощью которых можно описать состояние системы.

Правило фаз Гиббса устанавливает зависимость между числом степеней свободы, фаз, компонентов и числом независимых внешних переменных.

Ф+С=К+n

С=К+n-Ф

n-число независимых внешних переменных с изменением которых изменяется состояние системы (как правило =2 (T,P))

Число степеней свободы характеризует вариантность системы, св увеличивается с числом компонентов и уменьшается с увеличением числа фаз.

Если С=0 то в равновесии находиться max число фаз для данной системы; если С=0 – безвариантная (инвариантная система; если С=1 – одновариантная и тд.

Гетерогенные системы классифицируются по числу компонентов (одно-, двух-, трехкомпонентные системы).

Однокомпонентные системы. Диаграмма состояния однокомпонентной системы.

Изучение гетерогенных систем проводиться на основе построение диаграмм состояния.

Диаграмма состояния – графическое изображение зависимости между параметрами характеризующие состояние системы. Каждая точка на диаграмме состояния определяет численное значение параметров состояния.

Состояние однокомпонентной системы можно описать 2-я параметрами (Т и Р)

С=К+2-Ф К=1

С=3-Ф

Из формулы видно, что в равновесии одновременно может существовать 3 фазы.

Рассмотрим диаграмму воды в области среднего давления

Кривые разбивают диаграмму на 3 поля, каждое поле соответствует одному агрегатному состоянию воды С=3-1=2 (Т, Р)

Точки лежащие на кривых характеризуют равновесие в т2 Н2Ож ↔Н2Ог С=3-2=1 (Т или Р)

ОС кривая испарения, характеризует зависимость давления насыщенного пара и жидкой воды от Т.

ОВ кривая плавления, характеризует зависимость Т замерзания от внешнего давления.

ОА кривая возгонки, характеризует зависимость насыщенного пара от Т

ОД характеризует давление насыщенного пара льда над переохлажденной водой характеризуется метастабильным равновесием

О тройная точка, которая выражает условие равновесия между паром, льдом и жидкой водой

В точке О С=3-3=0

Р=610,5Па Т=273К

 







ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.