物理化学11相律简化
32页1、小考2008期中考题,引 言 常用的分离提纯方法如结晶、蒸馏、萃取和吸收等的理论基础是相平衡原理. 材料的性能与组成密切相关,如何制得某种组成的材料也离不开相平衡知识. 用图形表示相平衡系统的组成与温度、压力之间的关系,这种图形称作相图. 相律是相平衡系统普遍遵守的基本规律,它用来确定相平衡系统中有几个独立改变的变量.,液态硫在冷水中冷凝,相 平 衡,说明几个代数学中的术语,变量和独立变量,例 z= y+3x2,变量数=3;,变量间的独立关系式数,独立变量数=2,例,变量数=4,变量间的关系式,独立关系式数,独立关系式数=3,独立变量数=变量数变量 间的独立关系式数,式,相律表明系统的组分数、相数、独立变量数间的关系,怎么得出?,利用代数的关系式:,独立变量数=变量数变量间的独立关系式数,推导方法:,数数,(1) 称为相数,相的数目,2相,2相,1相,2相,相律中表示平衡态系统相数,(2) 物种数和(独立)组分数,S 称为物种数,R 独立的化学反应计量式数目;,系统中存在的化学物质数,C 称为(独立)组分数,R 除一相中各物质的摩尔分数之和为1这个关系外,不同物种的组成间的独立关系数,
2、系统中三个反应同时存在,但只有两个是独立的,R=2,则 系统中恒存在如下关系,若存在R个其他浓度关系式,若原料气 H2:N2= 3:1(分子比),(此式前面并未包含),尚有另一个浓度间的独立关系式,则找出独立关系式数为:,R为除一相中各物质的摩尔分数之和为1这个关系外的不同物种的组成间的独立关系数,(i) 当规定系统中部分物种只通过化学反应由另外物种生成时,由此可能带来的同一相的组成关系;,(ii) 当把电解质在溶液中的离子亦视为物种时,由电中性条件带来的同一相的组成关系。,如,NaCl水溶液中,把Na+,Cl-,H+,OH-均视为物种,,则 x(Na+) + x(H+) = x(Cl-) + x(OH-),(3) f 称为自由度(数),用以确定相平衡系统的强度状态的独立变量数,式中“2”温度、压力,若二者之一恒定不变,则,若二者均恒定不变,则,这种有特殊规定的自由度,称为条件(或剩余)自由度数,用 f 表示,例 (1) 仅由 NH4Cl(s) 部分分解,建立如下反应平衡: NH4Cl (s) =NH3(g)+HCl(g) (2) 由任意量的 NH4Cl (s) 、NH3(g)、HCl
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