资源描述：
《第五章 相平衡》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、DonghuaUniversity,Shanghai第五章相平衡(Chapter5PhaseEquilibrium)NewWordsandExpressionsPhasediagrams相图Numberofphase相数Numberofsubstance物种数Numberofcomponents组分数Numberofdegreeoffreedom自由度数Phaserule相律Fullmisciblesystem完全互溶体系Partiallymisciblesystem部分互溶体系Fullimmisciblesyste
2、m完全不互溶体系ConjugateSolutions共轭溶液Leverrule杠杆定律Coolingcurve步冷曲线SimpleEutectic简单低共熔congruentmelting同成分熔融incongruentmelting异成分熔融基本公式和内容提要，独立组分(NumberofComponents)：C＝S—R一R相律(ThePhaseRule)：f+Φ＝C+n相平衡是通过图形来描述多相平衡体系的宏观状态与温度、压力、组成的关系，具有重要的生产实践意义。相律是多相平衡体系的一个重要规律，可由热力学基本原理
3、推导而得，也可以从实践经验规律归纳而得，在相律指导下，本章讨论几种典型的相图(包括单组分、二组分体系)及其应用。相变是一个连续的质的飞跃。相平衡时物质在各相中的化学势相等，相变时某些物理性质有突变。几个基本概念1．相(phase)：在体系内部宏观的物理性质和化学性质完全均匀的那一部称为相。相与相之间有明显的界面，常温常压下，任何气体都能均匀混合。体系内无论有多少种气体，都只有一个相。多组分液体视其互溶度大小，可以是一相、两相或三相共存。固体一般是一种固体一个相，但固态溶液是一个相。2．组分(NumberofCompo
4、nents)足以确定平衡体系中所有各相组成所需要的最少数目的独立物质数，称为独立组分数，简称组分数。用符号c表示。，组分数C和体系中的物种数S之间的关系为：C二S一R一R，式中R为体系内各物种之间存在的独立的化学平衡的数目，R为浓度限制条件数。体系中的物种数-与考虑问题的方法有关，但体系中的组分数与考虑问题的方法无关。3．自由度(DegreesofFreedom)保持相平衡体系中相的数目不变时，体系独立可变的强DonghuaUniversity,Shanghai度因素的数目(Thenumberofdegreesoff
5、reedomisthenumberofintensivevariables,suchastemperature,pressure,andconcentrationthatcanbeindependentlyvariedwithoutchangingthenumberofphases.)。相律是一个定性规律，它可以指示相平衡体系中有几个相，但不能指出是哪些相。相律可以指导如何去识别由实验绘制的相图。单组分体系相图二组分体系相图1．气液相图2．固液相图DonghuaUniversity,Shanghai例题例1.指出下列
6、平衡体系中的物种数、组分数、相数和自由度：(1)Ca(OH)2(s)与CaO(s)和H2O(g)呈平衡。(2)I2在液态水和CCl4中分配达平衡(无固体存在)。(3)将固体NH4HCO3(s)放入真空中恒温至400K，NH4HCO3(s)按下式分解达平衡：NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)＋－＋－(4)Na、Cl、K、NO3、H2O(l)达平衡。(5)含有CaCO3(s)、CaO(s)、CO2(s)的体系与CO2(g)和N2(g)的混合物达渗透平衡。解：(1)Ca(OH)2(s)CaO(s)
7、+H2O(g)S=3,R=1,R’=0,C=S－R－R’＝3－1－0＝2Φ=3(二固，一气)f=C－Φ＋2＝2－3＋2＝1(2)S=3,R=0,R’=0,C=S－R－R’＝3－0－0＝3Φ=2(二液)f=C－Φ＋2＝3－2＋2＝3(3)NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)S=4,R=1,R’=2,C=S－R－R’＝4－1－2＝1Φ=2*f=C－Φ＋1＝1－2＋1＝0＋－＋－(4)S=5[Na、Cl、K、NO3、H2O],R=0溶液保持电中性，正负离子之间必定存在浓度关系:＋＋－－[Na]＋[K
8、]＝[Cl]＋[NO3],即R’=1C=S－R－R’＝5－0－1＝4Φ=1f=C－Φ＋2＝4－1＋2＝5(5)CO2(g)CO2(g)CaO(s)N2(g)CaCO3(s)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)DonghuaUniversity,ShanghaiS=4,R=1,R’=0,C=S－R－R’＝4－1－0＝3由于是渗透平衡，气体不
