15.Основні поняття:фаза,компонент,ступінь вільності.Правило фаз Гіббса.Однокомпонентні системи.

Рівновага в складних гетерогеннихб с-мах, що містять багато фаз з певною кількістю індив.компонентів,описується основним принципом систематизації гетерогенних рівноваг «Правилом фаз Гіббса».До нього входять слідуючі основні поняття:

1.Кількість компонентів k(K)-число індивідуальних речовин,зменшених на число умов,якими вони зв’язані у с-мі.

-якщо в наявності фізична с-ма,то k=∑індивід.речовин.

-в хімічній с-мі k=∑індивід.речовин-∑хім.р-цій.

2.Фаза f(Ф)-це частина с-ми з однаковими фізичними та хімічними властивостями,яка відокремлюється від інших частин с-ми видимою поверхнею і яка може бути виділена з с-ми фізичними або хім.. методами.

Фази бувають прості,з 1-го компонента;складні з 2-ох і більше компонентів.

3.Число термодинамічних ступеней вільності S(С)-це число умов,або зовнішніх параметрів(Р,Т,С) які можна довільно змінювати в певних межах не порушуючи при цьому рівноваги с-ми,тобто не змінюючи кількості фаз у ній.

В рівноважній гетерогенній с-мі на яку із зовн.умов впливають тільки Р і Т,число S дорівнює числу компонентів збільшених на 2 і зменшених на число фаз у ній. S=k+2-f -прав.фаз Гіббса

Якщо крім Р і Т діє ще зовн.магнітне поле,то . S=k+3-f

Застосувавши правило Фаз Гіббса до однокомпонентних с-м: S=k+2-f ,оскільки k=1,то . S=3-f ,це означає,що в с-мі не може одночасно перебувати більше 3-ох фаз.

Якщо f=3: то S=0,це означає,не можна більше змінити жоден параметр,щоб не вплинути на рівновагу с-ми.Така с-ма наз.нонваріантна.

Якщо f=2: то S=1,можна змінювати тільки один параметр(Т або Р).С-ма моноваріантна.

Якщо f=1: то S=2,можна змінювати в певному інтервалі одночасно2 параметри(Р і Т).С-ма диваріантна.

Ф.Х.

17.Виникнення електродного потенціалу на межі розділу метал-розчин його солі.Фактори,що впливають на величину електродного потенціалу.Рівняння Нернста.

Якщо пластинку з будь-якого металу занурити у воду або в розчин електроліту,що містить іони цього ж металу,то дуже невелика,але завжди вимірювана частина металу перейде в розчин у формі додатньо заряджених іонів,а сама пластина,концентруючи на собі надлишок вільних електронів,набуває відємного заряду.Такому переходу сприяє зв’язування металу з молекулами води(розчинника).Як наслідок встановлюється рівновага.

МеМе^z+ + ze^-

Ме^z++ mH₂O Ме^z+ · mH₂O

Me + mH₂O Ме^z++ mH₂O + ze^-

Додатньо заряджені іони металу,що перейшли в розчин,концентруються біля поверхні пластини,яка набуває відємного заряду,і внаслідок виникає так званий подвійний електричний шар,який обумовлює різкий стрибок потенціалу на межі розділу метал-розчин електроліту.

Різницю електричних потенціалів E,або стрибок потенціалу на межі метал-розчин електроліта,прийнято називати електродним потенціалом і позначати Е,його величина виірюється згідно р-нню Ернста.

Еме^z+∕ме= Е⁰ме^z+∕ме + RT∕zF ln аме^z+,де F-стала Фарадея; z- заряд іона металу; аме^z+-активність іонів металу в р-ні, кмоль∕м³; Еме^z+∕ме-стандартний потенціал при активності іонів металу,рівний 1 кмоль∕м³.

Електродний потенціал залежить від: природи металу, природи розчинника, активності іонів металу в р-ні, температури.

Ф.Х.