8.pdf

Układy i fazy

Fazy i ich przemiany

Co to jest faza?

1. Faza to forma występowania materii jednolita w całej objętości pod

względem składu chemicznego właściwości fizycznych (Atkins)

2. Faza to część układu oddzielona od niego wyraźnymi granicami, ktra

opisywana jest jednym rwnaniem stanu (Gumiński).

Jakie są rodzaje faz?

ciało stałe, ciecz, gaz, para

Dlaczego dochodzi do zmiany faz?

Fazy przechodzą jedna w drugą w sposb samorzutny, jeżeli ∆ S>0 lub ∆ G<0.

Przemiany takie nazywamy przejściami fazowymi

ciało stałe → ciecz: topnienie Î stan, w ktrym ciecz i ciało stałe są w

rwnowadze

ciecz → para: wrzenie - stan, w ktrym ciecz i para są w rwnowadze, ciśnienie

pary rwne jest ciśnieniu zewnętrznemu

Co to jest faza?

Układy i fazy

Liczba

składnikw

nizależnych

Liczba

faz

Nazwa

układu

Przykład

Tematyka

Jednorodny

homogeniczny

Ld w Î5 o C

Diagramy fazowe i ich

rozumienie

Jednorodny

heterogeniczny

Topniejący śnieg

Niejednorodny

homogeniczny

Roztwory np.

cukier w wodzie

Właściwości roztworw

Mechanizm rozpuszczania

Entalpia rozpuszczania

Wł. koligatywne

- prawo HenryÓego

-stała ebulioskopowa i

krioskopowa

- prawo Raoulta

Niejednorodny

heterogeniczny

Herbatka z

niedomieszanym

cukrem

Prawo podziału Nernsta

Reguła faz Gibbsa

Gibbsa

s + f = n + 2

s Î jest to liczba niezależnych zmiennych intensywnych, ktrą możemy

zmienić nie zmieniając liczby faz w rwnowadze w układzie izolowanym

f Î jest to liczba faz

Ustalenie liczby faz napotyka czasem na pewne trudności: fazy objętościowe

i powierzchniowe, fazy zdefektowane, fazy o małej liczbie atomw (nie

stosuje się termodynamika)

n Î jest to liczba składnikw niezależnych:

Najmniejsza liczba składnikw, z ktrych można zbudować układ w stanie

rwnowagi pomniejszona o liczbę dodatkowych warunkw

Reguła faz

Wykorzystanie rwnania

Gibbsa

Przykład 1 Liczba składnikw niezależnych układu, liczba stopni swobody

Liczba składnikw niezależnych układu, liczba stopni swobody

NH 4 HCO

HCO 3(s)

3(s) ↔ NH

NH 3(g)

3(g) + CO

+ CO 2(g)

2(g) + H

+ H 2 O (g)

(g)

4 skł adniki

adniki

wnanie

2 warunki:

2 warunki: [NH

[NH 3 ]=[CO

]=[CO 2 ]

[CO 2 ]=[H

]=[H 2 O]

warunek [NH 3 ]=[H

]=[H 2 O] wynika z poprzednich

O] wynika z poprzednich

n = 4 Î 1

1 Î 2 = 1

2 = 1

f = 2

s = 2 + 1

s = 2 + 1 Î 2=1

2=1

jest speł niony

eli w ukł adzie b

niony

adzie bę dzie nadmiar np. NH

dzie nadmiar np. NH 3 ⇒ n = 4

n = 4 - 1

1 - 1 = 2, bo warunek [NH

1 = 2, bo warunek [NH 3 ]=[CO

]=[CO 2 ] nie

] nie

Diagramy fazowe

Jak czytać diagramy?

P c =

72.8

Critical

point

Liquid

Solid

P 3 =

5.1

Gas

Triple

point

1.00

T m

T 3

T c

Î 78

Î 56.6

Temperature ( C)

Wykorzystanie rwnania

Gibbsa

Przykład 1

4 sk

1 r

1 r wnanie

[CO

warunek [NH

n = 4

f = 2

jest spe

Jeż eli w uk

Diagram fazowy wody

Przemiany fazowe

topnienie

parowanie

ciecz

para

parowanie

topnienie

temperatura

czas

Film_topnienie lodu.mov Film woda.mov Film para wodna.mov

Diagram fazowy wody

Diagram fazowy wody

Struktura wody

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: