27)Фазовые равновесия основные опр-я:

Термодин.теория фазовых равновесий и р-ров позволяет на основе опытных данных по диаграммам состояния теор.предвидеть и рассчитать условия для получения нужных продуктов путём испарения,крист-ции,экстракции и др.фаз.переходов.

Фаза-совокупность частей системы,обладающих одинаковыми термодин.св-вами и отделённых от др.частей поверх-тями раздела.

Составляющие в-ва системы(компоненты)-индивидуальные хим.в-ва,которые могут быть выделены из системы и существовать вне её.

Фазовое равновесие(гетерогенное)-равновесие в системе,состоящей из нескольких фаз.

Правило фаз Гиббса:число степеней свободы (независимых параметров)системы,на которую влияют только Т и Р,равно числу независимых компонентов минус число фаз плюс два:F=K-Ф+2.

Св-ва конден.систем прак-ки не зависят от Р,поэтому числов внеш. факторов умен-ся на ед.,а по правилу фаз опр-ся так называемая условная вариантность системы:F=K-Ф+1.

Взависимости от числа степеней свободы сис-мы дел-ся:инвариантные и конвариантные,(F=0),моновариантные(F=1)дивариантные(F=2),и т.д.При F=0 в равновесии нах-ся наибольшее число фаз для данной сис-мы.

Термодин.степенью свободы системы наз-ся число термодин.параметров,которые можно независимо менять,не меняя при этом числа и вида фаз данной системы.

В однокомпонентных системах фазы состоят из одного в-ва в различных агрегатных состояниях.Если в-во может давать различные крст-кие модиф-ции,то каждая из них яв-ся особой фазой.

Диаграмма состояния однокомпонентной системы (Н2О при средних Р до 1МПа).

3 кривые разбивают диаграмму на поля,каждое из которых отвечает одному из агрегат.состояний воды-пару,жидкости или льду.Кривые отвечают равновесию между соот-щими 2-мя фазами.

Кривая ОС хар-ет зависимость Р насыщ.пара жид.воды от Т и наз-ся кривой испарения;кривая ОВ-завис-ть Т замерзания воды от внеш.Р и наз-ся кривой плавления;кривая ОА-завис-ть плавления насыщ.пара льда от Т и наз-ся кривой возгонки.Точка О выр-ет условия одновременного равновесия между паром,льдом и жид. водой.

28)Равновесие чис-го в-ва в 2-х фазах одноком.Сис-мы.

Рассмотрим закономерности,связанные с превращением одной фазы чистого в-ва в другую.Сюда можно отнести плавление,испарение,кипение,возгонку и переход тв.тела из одной полиморфной модиф-ции в другую.На основе соотношения dGSdTVdp для обратимых процессов и ур-я dG_p,T=… или dG_p,T=()_p,T можно написать выр-я(1) для хим.потенциала (одного моля) чис-го в-ва в 1-ой и 2-ой фазах:

При равновесии между фазами выполняется условие и из выр-ий (1) получ. выр-я(2) ,

где ;.

Для обратимых изотерм.переходов гдетеплота фаз.перехода;T-тем-ра фаз.перехода.Подставляя значение в выр-е (2) получ. выр-е (3):

_, наз. урав-е Клайперона-Клаузиуса _.

Для процессов испарения ур-е Клайперона Клаузиуса (3)удобно представить в др.виде.если рассматр.пар при внешних условиях (Т,р),то V данного кол-ва в-ва в парообразном состоянии знач-но больше его V в жид. состоянии,т.е. V_пж;поэтому приращение объёма (4) _ж

можно считать прак-ки равным объёму пара и заменить .Для моля идеал.газа или пара (5)

.

С учётом соотношений (4) и (5) ур-е (3) примет вид (6):

, где H_исп-молярная теплота испарения.

ПосколькуH_исп,R,T всегда положительны,производная также всегда положительна,т.е. с ростом тем-ры давление насыщ.пара над жидкостью всегда увел-ся.В узком интервале тем-р можно принять приближённо величину H_исп постоянной ;при этом интегрирование выражения (6)даёт lnp=C-,(7) где С-константа интегрирования.Из ур-я (7) видно что зависимостьlnp от имеет линейный хар-р.по тангенсу угла наклона прямой на графике в коор-тахlnp-можно вычислить теплоту испарения (или сублимации).