华南理工大学：《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）第六章 相平衡

物理化学电子教案第六章 習爭翻 熔化物(单相) 熔化物L(单相) 673 147 A+L 127 A+L b 573 1073F ONN C+L E A+EC, C+EC 873A+C C+EB B+E 473 C+EC B 0 0.2 04c06 0.8 1.0 CuCI(A) FeCl (B) CaF2(A) CaCl2(B) 形成稳宠化合物的密圈成不化合物的圖 4上-内容下一内容◆回主目录 返回 2021/2/21

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/21 物理化学电子教案—第六章

第六章相平衡 §61相律 §62杠杆规则 §63单组分系统相图 §64二组分理想液态混合物的气-液平衡相图 §65二组分真实液态混合物的气-液平衡相图 §67二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统 §68二组分固态不互溶系统液-固平衡相图 §69二组分固态互溶系统液-固平衡相图 §6.10生成化合物的二组分凝聚系统相图 4上-内容下一内容◆回主目录 返回 2021/221

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/21 §6.1 相律 §6.2 杠杆规则 §6.3 单组分系统相图 §6.4 二组分理想液态混合物的气-液平衡相图 §6.5 二组分真实液态混合物的气-液平衡相图 §6.7 二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统 §6.8 二组分固态不互溶系统液-固平衡相图 第六章 相平衡 §6.9 二组分固态互溶系统液-固平衡相图 §6.10 生成化合物的二组分凝聚系统相图

§6.1相律 相平衡是热力学在化学领域中的重要应用之一。 研究多相系统的平衡在化学、化工的科研和生产中 有重要的意义,例如:溶解、蒸馏、重结晶、萃取 提纯及金相分析等方面都要用到相平衡的知识。 相图( phase diagram)表达多相系统的状态如何 随温度、压力、组成等强度性质变化而变化的图形, 称为相图。 4上一内容下一内容令回主目录 返回 2021/2/21

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/21 §6.1 相律 相平衡是热力学在化学领域中的重要应用之一。 研究多相系统的平衡在化学、化工的科研和生产中 有重要的意义，例如：溶解、蒸馏、重结晶、萃取、 提纯及金相分析等方面都要用到相平衡的知识。 相图（phase diagram） 表达多相系统的状态如何 随温度、压力、组成等强度性质变化而变化的图形， 称为相图

86.1相律( phase rule) 相( phase)系统内部物理和化学性质完全均匀 的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显 的界面,在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。 系统中相的总数称为相数,用P表示。 气体,不论有多少种气体混合,只有一个气相。 液体,按其互溶程度可以组成一相、两相或三 相共存。 固体,一般有一种固体便有一个相。两种固体粉 末无论混合得多么均匀,仍是两个相(固体溶液 除外,它是单相) 4上一内容下一内容◇回主目录 返回 2021/2/21

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/21 §6.1 相律（phase rule） 相（phase） 系统内部物理和化学性质完全均匀 的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显 的界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。 系统中相的总数称为相数，用 P 表示。 气体，不论有多少种气体混合，只有一个气相。 液体，按其互溶程度可以组成一相、两相或三 相共存。 固体，一般有一种固体便有一个相。两种固体粉 末无论混合得多么均匀，仍是两个相（固体溶液 除外，它是单相）

1.自由度数 自由度( degrees of freedom)确定平衡系统的状 态所必须的独立强度变量的数目称为自由度,用字 母F表示。这些强度变量通常是压力、温度和浓 度等。例如水的气一液平衡时,T,p只有一个可独 立可变,F=1 如果已指定某个强度变量,除该变量以外的其它 强度变量数称为条件自由度,用F表示 例如:指定了压力,F=F-1 指定了压力和温度,F=F-2 4上一内容下一内容令回主目录 返回 2021/2/21

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/21 1. 自由度数 自由度（degrees of freedom） 确定平衡系统的状 态所必须的独立强度变量的数目称为自由度，用字 母 F 表示。这些强度变量通常是压力、温度和浓 度等。例如水的气-液平衡时，T，p只有一个可独 立可变，F=1。 如果已指定某个强度变量，除该变量以外的其它 强度变量数称为条件自由度，用 F*表示。 例如：指定了压力， F* = F –1 指定了压力和温度，F* = F – 2

相律的推导 煤油和水的饱和 蒸气 煤油 饱和硫酸铜 水溶液 冰 一硫酸铜晶体 4上一内容下一内容令回主目录 返回 2021/2/21

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/21 2. 相律的推导 饱和硫酸铜 水溶液 冰 硫酸铜晶体 煤油 煤油和水的饱和 蒸气

相律的推导 设有S种物质在P个相中, 描述一个相的状态要T,p,(x12x2,x (S-1)种独立含量 所以总变量数=P(S-1)+2 4上一内容下一内容令回主目录 返回 2021/2/21

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/21 2. 相律的推导 设有 S 种物质在 P 个相中， 描述一个相的状态要 T，p，(x1 , x2 , …xs ) (S–1)种独立含量 所以总变量数= P(S –1) + 2

相律的推导 在一个封闭的多相系统中,相与相之间可以有热的 交换、功的传递和物质的交流。对具有P个相系统的 热力学平衡,实际上包含了如下四个平衡条件 (1)热平衡条件:设系统有I P个相,达到 平衡时,各相具有相同温度 T (2)压力平衡条件:达到平衡时各相的压力相等 p-p 4上一内容下一内容◇回主目录 返回 2021/2/21

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/21 2. 相律的推导 在一个封闭的多相系统中，相与相之间可以有热的 交换、功的传递和物质的交流。对具有P个相系统的 热力学平衡，实际上包含了如下四个平衡条件： (1)热平衡条件：设系统有、Ⅱ······P 个相，达到 平衡时，各相具有相同温度 P T = T = = T     (2)压力平衡条件：达到平衡时各相的压力相等 P p = p = = p    

相律的推导 (3)相平衡条件:任一物质(编号为1,2,…S)在 各相(编号为I,Ⅱ,……P)中的化学势相等,相变 达到平衡,即 1(I)=/1(ID=…=1(P) 12()=2(I)=…=2(P) us D=us(D) 其中φ(k)分别代表第B种物质在第k相中的化学势 共S(P-1)个关于各物质在各相中的浓度及7、p方程 4上-内容下一内容◆回主目录 返回 2021/2/21

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/21 2. 相律的推导 （3） 相平衡条件： 任一物质(编号为1，2，······S)在 各相 (编号为 ，Ⅱ，······P) 中的化学势相等，相变 达到平衡，即 ( ) ( ) ( ) 1  = 1  == 1 P …… 共 S(P–1) 个关于各物质在各相中的浓度及T、p方程 ( ) ( ) ( ) 2  = 2  == 2 P ( ) ( ) (P) S S = = S  =    其中B (k)分别代表第B种物质在第k相中的化学势

相律的推导 (4)化学平衡条件:化学反应(编号为1,2,……R 达到平衡 ∑va( (1)=0 ∑va(2) n(2)=0 B ∑va(R)B=△Gn(R)=0 共R个关于各物质在各相中的浓度及7、p方程 4上一内容下一内容令回主目录 返回 2021/2/21

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/21 2. 相律的推导 （4） 化学平衡条件：化学反应 (编号为1，2，······R) 达到平衡 (1) B r m (1) 0 B  B  =  G = …… 共 R 个关于各物质在各相中的浓度及T、p方程 (2) B r m (2) 0 B  B  =  G = ( ) B r m ( ) 0 B  B R  =  G R =