15. Фазовые однокомпонентные диаграммы. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.

Фазовая диаграмма (диаграмма состояния) — графическое отображение равновесного состояния бесконечной физико-химической системы при условиях, отвечающих координатам рассматриваемой точки на диаграмме (носит название фигуративной точки).

В соответствии с правилами фаз Гиббса для однокомпонентной системы с=1+2-f

При наличии одной фазы с=2 – система бивариантна, если в равновесии две фазы, то c=1 (моновариантна), если в равновесии находятся три фазы с=0 (система нонвариантна).

Область I, ограниченная линиями АО и ОВ – это твердая фаза-лед.

При любых температурах и давлениях, отвечающим этой области, устойчиво существует только лед. Если в эти условия поместить пар или жидкую воду, то они превратятся в лед.

Область II, ограниченная ВО и ОС, отвечает условиям существования жидкой воды.

Область III, ограниченная линиями АО и ОС, отвечает условиям существования паровой фазы.

Поскольку для каждой их областей с=2, это означает, что в пределах каждой области можно произвольно изменять температуру и давление без изменения числа фаз.

Кривая ОВ соответствует условиям равновесия: лед-вода,

кривая ОС – условиям равновесия: вода - пар,

кривая АО – условиям равновесия: лед – пар.

Каждая из точек на этих кривых соответствует одновариантной системе с=1+2-2=1, т.е. можно произвольно менять только температуру или только давление.

Причем, каждой определенной температуре соответствует только одно определенное давление и наоборот.

В точке О, называемой тройной точкой, кривые АО, ВО и СО сходятся.

Эта точка отвечает условию трехфазного равновесия, с=0, система нонвариантна.

Координаты тройной точки воды: t=0,0098 ºС, Р=609 Па.

Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.

Уравнение Клапейрона — Клаузиуса — термодинамическое уравнение, относящееся к квазистатическим (равновесным) процессам перехода вещества из одной фазы в другую (испарение, плавление, сублимация, полиморфное превращение и др.).

Н-теплота фазового перехода

16. Фазовые диаграммы двухкомпонентных систем: компоненты а и в …… (3 фрагмента).

Рассмотреть превращения при охлаждении и кристаллизации расплава конкретного состава,

применить правило фаз, правило отрезков.

17.Диаграммы - Al2O3 ( рассмотреть превращения при охлаждении и кристаллизации расплава), Fe – O (области смесей, растворов, назвать последовательно все фазы, существующие в данной системе при определенной температуре).

18. Растворы. Идеальные растворы. Законы Рауля и Генри. Термодинамическая активность.

Раствором называется однородная, состоящая из 2-х и более веществ система, состав которой может в определенных пределах непрерывно изменяться.

Идеальные растворы – это модели растворов, в которых законы Рауля и Генри выполняются с абсолютной точностью.

Оба закона устанавливают зависимость давления пара компонента над раствором от концентрации этого компонента в растворе.

Первый закон Рауля связывает давление насыщенного пара над раствором с его составом; он формулируется следующим образом:

• Парциальное давление насыщенного пара компонента раствора прямо пропорционально его мольной доле в растворе, причём коэффициент пропорциональности равен давлению насыщенного пара над чистым компонентом.

Растворы, для которых выполняется закон Рауля, называются идеальными. Идеальными при любых концентрациях являются растворы, компоненты которых очень близки по физическим и химическим свойствам (оптические изомеры, гомологи и т. п.), и образование которых не сопровождается изменением объёма и выделением либо поглощением теплоты.

Закон Генри: Закон Генри – это положение, согласно которому при постоянной температуре растворимость газа в данной жидкости (выраженная его весовой концентрацией) прямо пропорциональна давлению этого газа над раствором. При этом под растворимостью понимается способность вещества образовывать с другими веществами однородные системы

-константа (постоянная) Генри зависит от природы компонентов раствора и от выбранных единиц выражения концентраций_.

-концентрация растворенного компонента. Она может быть выражена в любых единицах, в том числе и в % по массе.

Концентрационный интервал, в котором реальные растворы подчиняются закону Генри, колеблется от долей процента до нескольких процентов.

Под активностью компонента в растворе понимают отношение парциального давления пара компонента над раствором к давлению пара этого же вещества, находящегося в стандартном состоянии

А ктивность имеет тот же физический смысл, что и концентрация, но учитывает взаимодействие частиц в растворе