- •Введение
- •1. Химическая термодинамика предмет и задачи термодинамики
- •1.1 Основные понятия и определения химической
- •1.2 Первый закон термодинамики
- •1.3 Применение первого закона термодинамики к процессам в любых системах
- •1.6 Теплоемкость. Связь теплоемкости с
- •1.7 Зависимость теплового эффекта oт температуры.
- •1.8 Второй закон термодинамики
- •1.9 Энтропия
- •1.10 Второй закон термодинамики для обратимых и
- •1.12 Постулат планка.Вычисление абсолютной энтропии
- •1.14 Энергия гельмгольца (изохорно-изотермический
- •1.15 Энергия гиббса (изобарно-изотермический
- •1.16 Уравнение гиббса-гельмгольца
- •1.17 Характеристические функции
- •1.18 Химический потенциал.Летучесть
- •1.20 Уравнение изотермы реакции
- •1.21 Зависимость константы равновесия от температуры
- •1.23 Тепловая теорема нернста
- •1.24 Расчет химического равновесия с помощью
- •2. Фазовые равновесия
- •2.1 Общие понятия
- •2.2 Условия фазового равновесия
- •2.3 Правило фаз гиббса
- •2.4 Уравнение клаузиуса-клапейрона
- •2.5 Однокомпонентная система воды
- •2.6 Диаграммы состояния двухкомпонентных
- •2.6.1 Система с неограниченной растворимостью
- •2.6.3 Система с ограниченной растворимостью
- •2.7 Трехкомпонентные системы
- •3. Растворы
- •3.1 Характеристика растворов
- •3.2 Закон рауля
- •3.5 Жидкие бинарные системы. Идеальные растворы
- •3.6 Растворы с положительными и отрицательными
- •3.7 Состав паровой фазы над растворами. Законы
- •3.7.1 Диаграммы состав – давление пара (температура
- •3.7.2 Перегонка. Ректификация
- •Ректификация
- •3.8 Термодинамика концентрированных
- •3.10 Растворимость твердых тел в жидкостях
- •3.12Распределение растворенного вещества между
- •4.2 Математическое описание волнового движения
- •4.3 Уравнение шредингера
- •4.4 Решение уравнения шредингера
- •4.7 Распространение волнового уравнения на
- •4.8 Атомные термы
- •5.1 Ионная связь.Энергия кристаллической решетки
- •5.2 Ковалентная связь
- •5.4 Расчет молекулярного иона водорода
- •5.7 Квантовохимические представления о координационных соединениях
- •5.9 Водородная связь
- •6.1 Дипольный момент молекул
- •Содержание
- •1.Химическая термодинамика
- •2.Фазовые равновесия
- •3.Растворы
- •4.Строение атомов
- •5.Химическая связь
- •6.Электрические и магнитные свойства молекул
2. Фазовые равновесия
2.1 Общие понятия
ФАЗА ( Ф ) - совокупность всех однородных частей системы, имеющих одинаковый химический состав, одинаковые физические свойства и физические границы, отделяющие их от других частей системы.
СОСТАВЛЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА СИСТЕМЫ - это индивидуальные химические вещества, которые могут быть выделены из системы и могут существовать вне ее самостоятельно.
КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ (К) - индивидуальные вещества, наименьшее число которых необходимо и достаточно для образования всех возможных фаз системы, находящейся в равновесном состоянии. Следовательно, компоненты - это независимые составляющие вещества системы.
Число компонентов равняется числу составляющих веществ минус число уравнений, связывающих эти концентрации при равновесии.
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ СТЕПЕНЬ СВОБОДЫ (С) - показывает число независимых термодинамических параметров системы, находящейся в равновесии, изменение которых в определенных пределах не вызывает исчезновения одних и появления других фаз.
ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ - равновесие в гетерогенной системе, состоящей из двух или большего числа фаз, и характеризующейся равенством скоростей перехода вещества из одной фазы в другую для любой пары фаз.
2.2 Условия фазового равновесия
i dni = 0
I() = I()
Условие самопроизвольного перехода компонента из фазы в фазу .
( ) > ()
Поскольку = + RT ln P i
Pi () = Pi ()
fi () = fi ()
2.3 Правило фаз гиббса
Рассмотрим равновесную термодинамическую систему, состоящую из Ф фаз, каждая из которых содержит К компонентов. Примем в качестве параметров, определяющих состояние системы, температуру, давление и концентрацию компонентов и оценим общее число этих параметров. Число параметров одинаковых во всех фазах равно 2 - ( Т и Р).Если концентрации компонентов выражены в мольных долях, то для характеристики состава одной фазы достаточно знать (К - 1) концентраций.
Для характеристики состава всех фаз необходимо знать Ф(К - 1) концентраций. Тогда общее число параметров, определяющих состояние системы, будет равно Ф(К - 1) + 2 .
Число уравнений, связывающих концентрации компонентов, можно определить из равенства химических потенциалов каждого компонента
во всех фазах.
11 = 12 = 13 = .........= 1ф
21 = 22 = 23 = .........= 2ф
........................................... . К
к1 = к2 = к3 = ...... ..= кф
________________________________
Ф - 1
Число уравнений, связывающих концентрации всех компонентов равно К(Ф - 1).
Число независимых параметров системы, т. е. число термодинамических степеней свободы равно разности между общим числом параметров, определяющих состояние системы и числом уравнений, связывающих эти параметры.
С = Ф(К - 1) + 2 - К(Ф - 1)
С = К + 2 – Ф
Правило фаз - в равновесной термодинамической системе, на которую из внешних факторов оказывают влияние только температура и давление, число термодинамических степеней свободы равно числу компонентов минус число фаз плюс два.