北京工业大学：《大学基础化学》课程PPT教学课件（物理化学）第五章 相平衡 Phase Equilibrium

Chap5 平衡 Phase equilibrium

Chap.5 相平衡 Phase Equilibrium

大学基础化学Ⅱ 相平衡 个系统可以有不止一个相,广义地 说当相与相达到物理和化学平衡,说系统 达到相平衡。任一组分在各相中的化学势 相等。 研究内容: 在一定条件下,系统中各物质以何种相态存在。 要使某物种以指定状态存在,条件是什么? 2021/2/23 Chap 5 Phase Equilibrium 2

大学基础化学Ⅱ 2021/2/23 Chap.5 Phase Equilibrium 2 ➢ 相平衡 一个系统可以有不止一个相，广义地 说当相与相达到物理和化学平衡，说系统 达到相平衡。任一组分在各相中的化学势 相等。 ➢ 研究内容： ➢ 在一定条件下，系统中各物质以何种相态存在。 ➢ 要使某物种以指定状态存在，条件是什么？

大学基础化学Ⅱ 第一若律( Phase rule 根据上述平衡条件,可以导出相平衡时有 关强度性质中独立变量数目的规律。 1)相数,组分数和自由度数 2)相律的推导 8)相律 4)相律的应用 2021/2/23 Chap 5 Phase Equilibrium

大学基础化学Ⅱ 2021/2/23 Chap.5 Phase Equilibrium 3 第一节 相律（Phase rule) 根据上述平衡条件，可以导出相平衡时有 关强度性质中独立变量数目的规律。 1) 相数，组分数和自由度数 2) 相律的推导 3) 相律 4) 相律的应用

大学基础化学Ⅱ (-)指数,组分数和自出度数 (Number of phase, number of components and number offreedom degree) 令相数( Number ofphase):P(z) 系统达平衡时,共存相的数目。 ☆组分数 number of components)C 确定平衡系统中各相组成所需最少 组分数(物种数) 2021/2/23 Chap 5 Phase Equilibrium

大学基础化学Ⅱ 2021/2/23 Chap.5 Phase Equilibrium 4 （一） 相数，组分数和自由度数 （Number of phase,number of components and number of freedom degree) ❖ 相数(Number of phase )： -系统达平衡时，共存相的数目。 ❖ 组分数(number of components ) C -确定平衡系统中各相组成所需最少 组分数（物种数） P（ )

大学基础化学Ⅱ ◇物种数:S 系统中存在的分子种类数目。 C=S-R-R C:组分数 R:独立的化学反应平衡数 R’:强度性质限制条件数 2021/2/23 Chap 5 Phase Equilibrium 5

大学基础化学Ⅱ 2021/2/23 Chap.5 Phase Equilibrium 5 ❖物种数: S 系统中存在的分子种类数目。 C ：组分数 R ：独立的化学反应平衡数 R’ ：强度性质限制条件数 C=S-R-R

大学基础化学Ⅱ 自由度数( number o/ freedom degree) F(f 心可在一定范围独立变化而不破坏系 统中原有相数的变量因素数目。 2021/2/23 Chap 5 Phase Equilibrium

大学基础化学Ⅱ 2021/2/23 Chap.5 Phase Equilibrium 6 ❖ 自由度数(number of freedom degree) ❖可在一定范围独立变化而不破坏系 统中原有相数的变量因素数目。 F(f)

大学基础化学Ⅱ (二)相律的推导 F=描述系统状态的总变量数 变量间的关系式数 >设一个多相平衡系统中有S种物质, 分布于P个相中: >任意一相 2021/2/23 Chap 5 Phase Equilibrium 7

大学基础化学Ⅱ 2021/2/23 Chap.5 Phase Equilibrium 7 （二）相律的推导 ➢ 描述系统状态的总变量数 - 变量间的关系式数 ➢ 设一个多相平衡系统中有S种物质， 分布于P个相中： ➢任意一相 F =

大学基础化学Ⅱ T P ●●● S S+2 T X xX。,● 2 X S+2 ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● T",P",x,",x,·。·,x S S+2 总变量数P(S+2) 2021/2/23 Chap 5 Phase Equilibrium 8

大学基础化学Ⅱ 2021/2/23 Chap.5 Phase Equilibrium 8 T ,P , x ,x ， ， x ; S 2 T ,P , x ,x ， ， x ; S 2 T ,P , x ,x ， ， x ; S 2 P S P 2 P 1 P P II S II 2 II 1 II II I S I 2 I 1 I I • • • + • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • + • • • + 总变量数 P(S + 2)

大学基础化学Ⅱ 变量/的关系式: 热平衡: T=T=T·。。=TP-1 力平衡: Pl=Pl=pl=oo.=pPp-1 2021/2/23 Chap 5 Phase Equilibrium

大学基础化学Ⅱ 2021/2/23 Chap.5 Phase Equilibrium 9 变量间的关系式： 热平衡： 力平衡： T T T 1 I II III = = •• • = T P − P P = P = P = • • • = P P −1 I II III P

大学基础化学Ⅱ 相平衡 Phase equilibrium ==…=.P-1 2=2=…=12P-1 ●:●:●出●●:●:鲁:● 。。。。。。。。 b●:·:●:·●:: s=1 P-1 2021/2/23 Chap 5 Phase Equilibrium 10

大学基础化学Ⅱ 2021/2/23 Chap.5 Phase Equilibrium 10 相平衡(Phase Equilibrium)： 1 1 1 2 2 2 1 1 1 = =  = −  = =  = − = =  = − P P P P S II S I S I II P I II P         