Введение. Фазовое равновесие в двухкомпонентных системах

Термический анализ.

Фазовое равновесие в двухкомпонентных системах.

Термодинамические системы могут быть гомогенными или гетерогенными. Если внутри системы нет поверхностей раздела, отделяющих различные по составу или строению части системы, то эта система называется гомогенной. Соответственно, гетерогенной называется система, состоящая из частей, различающихся по строению или химическому составу. Эти части называются фазами. Таким образом, фазой называется часть гетерогенной системы, ограниченная поверхностью раздела и характеризующаяся одинаковыми во всех точках (в случае отсутствия внешних полей или при их одинаковой напряженности во всех точках) или непрерывно меняющимся от точки к точке (в случае наличия внешних полей) физическими и химическими свойствами. Понятие фазы применимо только в том случае, если объемы гомогенных частей не слишком малы. При этом условии особые свойства поверхностей раздела практически не сказываются на свойствах системы в целом.

Каждая система состоит из одного или нескольких веществ. Индивидуальные химические вещества, которые могут быть выделены из системы и существовать вне ее самостоятельно в виде отдельной фазы, называются составляющими веществами системы. Например, в растворе какой-либо соли ионы не могут быть причислены к составляющим веществам, несмотря на то, что они существуют в растворе в виде независимых самостоятельно перемещающихся частиц. Если между составляющими веществами нет химического взаимодействия, то состав каждой фазы системы при любых условиях однозначно выражается через концентрации составляющих веществ и, в этом случае они называются компонентами ( иногда – независимыми компонентами).

В случае химического взаимодействия между составляющими веществами число компонентов может быть меньше, чем число составляющих веществ. При одном и том же числе составляющих веществ число компонентов может быть разным. В этом случае число компонентов равняется наименьшему числу составляющих веществ системы, достаточных для определения состава любой фазы системы. Определить строгое отличие между компонентом и составляющим веществом не представляется возможным, так как компонентом можно назвать любое из составляющих веществ. Однако, с точки зрения термодинамики важно определить лишь число компонентов, составляющих систему.

Определение числа компонентов – непростая задача в случае наличия химического взаимодействия между составляющими веществами. Большое внимание следует при этом уделять не столько возможности взаимодействия, сколько соблюдению условий, при которых будет наблюдаться динамическое равновесие между составляющими веществами. Фактически в случае равновесия между составляющими веществами существует дополнительное уравнение взаимосвязи между их концентрациями, которое уменьшает число веществ, концентрации которых необходимо знать для описания системы.

Таким образом, число компонентов равняется числу составляющих веществ системы минус число уравнений, связывающих равновесные концентрации этих веществ.

Дата добавления: 2015-06-27