《物理化学》课程教学资源：第六章 相平衡

第六章 相平衡

第 六 章 相 平 衡

研究相平衡方法之 相图 相图:用图形来表示相平衡系统的 组成与温度、压力之间的 关系图。也称平衡状态图。 相图信息:在某-7、p下,相平衡 系统中存在着哪几个相?,每个相组 成如何,各相的量之间有什么关系? 条件发生变化时,相变化的方向和限度

研究相平衡方法之一 ： 相图 相图： 用图形来表示相平衡系统的 组成与温度、压力之间的 关系图。也称平衡状态图。 相图信息： 在某一T、p下，相平衡 系统中存在着哪几个相？，每个相组 成如何，各相的量之间有什么关系？ 条件发生变化时，相变化的方向和限度

§6-1相律 相律:吉布斯根据热力学原理得出的 相平衡基本定律。 作用:用来确定相平衡系统中有几个 独立改变的变量自由度。 1.自由度数 自由度:能够维持系统原有相数而 可以独立改变的变量(T、p、c)

§6-1 相 律 相律： 吉布斯根据热力学原理得出的 相平衡基本定律。 作用： 用来确定相平衡系统中有几个 独立改变的变量—自由度。 1. 自由度数 自由度： 能够维持系统原有相数而 可以独立改变的变量（T、p、c...）

自由度数(F):变量的数目 如: 1.纯水gl 变量:T、p 独立变量:其中之 两变量之间关系:克拉佩龙方程 F=1 2二组分盐水溶液g=l 变量:Tp、c 独立变量:2个∴F=2

自由度数(F)： 变量的数目 如: 1. 纯水 g l 变量：T、p 独立变量：其中之一 两变量之间关系：克拉佩龙方程  F = 1 2. 二组分盐水溶液 g l 变量：T、p、c 独立变量： 2个  F = 2

3若盐过量 平衡:三相平衡(S、厶p) 变量:温度、溶解度、蒸气压 独立变量:其中之 F=1 多种物质、多相系统,判断自由度数 需用公式一相律 2.相律的推导代数定律: 自由度数=总变量数-方程式数

3. 若盐过量： 变量：温度、溶解度、蒸气压 独立变量：其中之一 • 多种物质、多相系统，判断自由度数 平衡：三相平衡（S、l、p）  F = 1 需用公式 —相律 2. 相律的推导 代数定律: 自由度数 = 总变量数 - 方程式数

设:物种数—S(1、2、3…S) 相数一P(I、I…) 状态:达到相平衡,且任一种物质 在各相中具有相同的分子形式。 确定每个相状态所需变量 T、p、(S-1)个浓度 P个平衡系统特征:具有相同的Tp P个相的总变量=[P(S-1)+2

设: 物种数 — S ( 1、2、3   S）； 相数 — P (、II   ) 状态：达到相平衡，且任一种物质 在各相中具有相同的分子形式。 确定每个相状态所需变量： T、p、( S-1 )个浓度  P个相的总变量 = P 个平衡系统特征： [P ( S-1 ) + 2] 具有相同的 T、p

与变量有关的方程式数 1.根据相平衡条件 μ1(I)=p1(ID=≡1(P) H2①=2D)=…和(P)S(P- μs(I)=s(I)=…=(P) 每一种物质:(P-1)个方程 S种物质:S(P-1)个方程 2.根据化学平衡条件

与变量有关的方程式数： 1. 根据相平衡条件: 1 (I) = 1 (II) =    =1 ( P ) 2 (I) = 2 (II) =    =2 ( P ) S (I) = S (II) =    =S ( P )       S(P -1) 每一种物质：( P-1 )个方程  S种物质：S( P-1 )个方程 2. 根据化学平衡条件：

∑vll=0对应—个关联方程 若存在R个独立的化学反应 R个关联方程式 3.R个独立的限制条件 存在R个方程式 总的方程式数=S(P-1)+R+R F=[P(S-1)+2-S(P-1)+R+R s-R-R+P+2令其为C 称之为组分数

ν μ B = 0 B B 对应一个关联方程  若存在R个独立的化学反应 R个关联方程式 3. R`个独立的限制条件 存在R`个方程式 总的方程式数 = S ( P-1) + R + R` F = [P ( S-1 ) + 2]- S ( P-1) + R + R` = S-R-R`-P +2 令其为C， 称之为组分数

F=C-P+2 吉布斯相律 只受温度和压力影响的平衡系统 的自由度数,等于系统的组分数减去 相数再加上二。 3.组分数 平衡反应:系统中实际存在的反应 例 系统一N2H2、NH3

F = C - P + 2 吉布斯相律： 只受温度和压力影响的平衡系统 的自由度数，等于系统的组分数减去 相数再加上二。 3. 组分数 平衡反应：系统中实际存在的反应 例： 系统 — N2、H2、NH3

SR R 3|003 高温、催化剂3102 N2:H2=1:3 31|1 4.有关相律几点说明 1.相律只适用于相平衡系统 2.与每相中存在的物种数无关 3.相律中的2表示温度和压力

常温 S 高温、催化剂 R R` C N2 :H2=1:3 3 3 3 0 1 1 1 0 0 3 2 1 4. 有关相律几点说明 1. 相律只适用于相平衡系统 2. 与每相中存在的物种数无关 3. 相律中的2表示温度和压力