北京大学药学院：《物理化学 Physical Chemistry》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 相平衡（4.1）相律

全高等医药教材建设委员会 卫生部规划教材物理化学第6版 第四章智平 凡上林

第四章 相平衡

相平衡是热力学中的一类非常重要的平衡相平衡在 生产实际和科学实验中有着广泛的应用例如:有机混合物 的分离和提纯: 蒸馏分离 1平衡 有机混 升华分离 g兮→s平衡 物 萃取分离 l(1)分→1(2)平衡 重结晶分离 S台>0.平衡 人氏卫试出版缺

f=K-f+2 相平衡是热力学中的一类非常重要的平衡,相平衡在 生产实际和科学实验中有着广泛的应用.例如:有机混合物 的分离和提纯: 有机混 合物 蒸馏分离 升华分离 萃取分离 重结晶分离 g l 平衡 g s平衡 l(1) l(2)平衡 ssol.平衡 相平衡

相予衡平衡 混合盐如海水)的分离: 某纯组 无机混合 混合盐 分结晶 盐的分离 浓缩 混合盐 母液 相平衡在冶金和钢铁生产和研究中也有着非常重要 的应用天然或人工合成的熔盐系统(主要是硅酸盐如水 泥,陶瓷炉渣耐火粘土石英岩等)天然盐类如岩盐盐 湖等)以及一些工业合成品都是重要的多相系统多相平 衡的知识对上述系统的研究和应用有着密切的关系. G人氏卫试版缺

f=K-f+2 无机混合 盐的分离 混合盐 浓缩 混合盐 母液 某纯组 分结晶 混合盐(如海水)的分离: 相平衡在冶金和钢铁生产和研究中也有着非常重要 的应用.天然或人工合成的熔盐系统(主要是硅酸盐如水 泥,陶瓷,炉渣,耐火粘土,石英岩等),天然盐类(如岩盐,盐 湖等)以及一些工业合成品都是重要的多相系统.多相平 衡的知识对上述系统的研究和应用有着密切的关系. 相平衡

全高等医药教材建设委员会 卫生部规划教材物理化学第6版 凡上林

第一节 相 律

基本概念 1.相( Phase) 系统中物理性质和化学性质完全均一的部分 一杯液体水:CmT化学性质等等 NaCl晶体:P仍mT化学性质等等 CH4气体:化学性质Cnm,T,等等 相和相之间有明显的界面,越过系统中相的总数称为“相 界面物理或化学性质发生突变数”,以符号“①”表示. 人氏卫试出版缺

系统中,物理性质和化学性质完全均一的部分 f=K-f+2 相和相之间有明显的界面,越过 界面,物理或化学性质发生突变 系统中相的总数,称为“相 数”,以符号“”表示. 一杯液体水:,,Cp,m,T,p,化学性质等等. NaCl晶体: ,,Cp,m,T,p,化学性质等等. CH4气体:化学性质,Cp,m,T,p, 等等 一、基本概念 1. 相 (Phase)

基本概念 1.相( Phase) 气体只有一个相①=1,不论气体的种类有多少 固体:一个固体就是一个相固溶体除外 液体:根据溶解度不同可以是一个或二个相最多不超过 三个相 人氏卫试出版缺

气体:只有一个相 =１,不论气体的种类有多少 f=K-f+2 固体:一个固体就是一个相.固溶体除外. 液体:根据溶解度不同,可以是一个或二个相,最多不超过 三个相. 一、基本概念 1. 相 (Phase)

基本概念 2.物种数和组分数 物种数系统中所含化学各物质的两种聚集态, 物质数用符号“S s=1≠2.如H2O(,g)s 组分数足以表示系统各相组成所需要的最少独立物 种数,用符号“K 组分数和物种数是完全不同的概念无化学反应发生, K=S 人氏卫试出版缺

物种数:系统中所含化学 f=K-f+2 物质数,用符号“Ｓ” 各物质的两种聚集态, Ｓ=１２.如H2O(l),(g),(s) 组分数:足以表示系统各相组成所需要的最少独立物 种数,用符号“Ｋ” 组分数和物种数是完全不同的概念,无化学反应发生, Ｋ=Ｓ 一、基本概念 2. 物种数和组分数

基本概念 2物种数和组分数 如系统中有化学平衡存在,K不一定等于S 如PC3,PC3,Cl2三种物质组成系统存在化学平衡: PCIs(g=PCl3(g+CL(g) 这时:S=3,K=2≠3 因为只要确定两种物质则第三种物质就必然存在,并且其 组成可由K所确定 所以:K=S-R R独立的化学平衡数 人氏卫试出版缺

f=K-f+2 如PCl5 ,PCl3 ,Cl2三种物质组成系统,存在化学平衡: 如系统中有化学平衡存在,Ｋ不一定等于Ｓ PCl5 (g)=PCl3 (g)+Cl2 (g) 这时:Ｓ=３,Ｋ=２３. 因为只要确定两种物质,则第三种物质就必然存在,并且其 组成可由Ｋ 所确定 所以:Ｋ=Ｓ-Ｒ Ｒ——独立的化学平衡数 一、基本概念 2. 物种数和组分数

基本概念 2物种数和组分数 注意化学平衡一定要是独立的如 由C(s),CO(g)CO2(g),H2O(g,H2g)5种物质组成的系 统可以写出三个化学平衡: (1)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) (2)C(S)+ C20(g=2Co(g) (3)CO(s)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 但上述三个平衡中只有两个是独立的,可由其中任意两 个通过相加减得到第三个因此R=2≠3 人氏卫试出版缺

• 注意化学平衡一定要是独立的f=K ,如 -f+2 由,C(s),CO(g),CO2 (g),H2O(g),H2 (g) ５种物质组成的系 统,可以写出三个化学平衡: • (1) C(s)+ H2O(g)=CO(g)+ H2 (g) • (2) C(s)+ C2O(g)=2CO(g) • (3) CO(s)+ H2O(g)=CO2 (g)+ H2 (g) • 但上述三个平衡中只有两个是独立的,可由其中任意两 个通过相加减得到第三个.因此Ｒ=２３. 一、基本概念 2. 物种数和组分数

基本概念 2.物种数和组分数 如有特殊限制条件,情况又将不同 如PCl,PCl2,Cl2三种物质组成系统中,若指定 mol(PCl3)/mol(Cl2)=1或开始时只有PCl,则平衡时 mol(PCl3)/mol(Cl2)=1这时就存在一浓度限制条件,因此K 1≠2≠3, K=S-R-R F:浓度限制条件. 注意浓度限制条件只在同一相中方才能成立在不同相之 间浓度限制条件不成立CaCO3的分解,mo(CaO/mol(CO2)=1, 但是由于一个是固相一个是气相浓度限制条件不成立,K=2≠ G人氏卫试版缺

如有特殊限制条件 如PCl5 ,PCl3 ,Cl2 , 三种物质组成系统中 情况又将不同f=K ,若指定 -f+2 mol(PCl3 )/mol(Cl2 )=1,或开始时只有PCl5 ,则平衡时 mol(PCl3 )/mol(Cl2 )=1,这时就存在一浓度限制条件,因此Ｋ= １  ２３. Ｋ=Ｓ-Ｒ-Ｒ` Ｒ`:浓度限制条件. 注意:浓度限制条件只在同一相中方才能成立,在不同相之 间,浓度限制条件不成立. CaCO3的分解,mol(CaO)/mol(CO2 )=1, 但是由于一个是固相一个是气相浓度限制条件不成立,Ｋ=２ １. 一、基本概念 2. 物种数和组分数