Гетерогенных системах. Условия равновесия в многокомпонентных

Условия равновесия в многокомпонентных

Рассмотрим многокомпонентную (с числом компонентов k) изобарно-изотермическую систему, состоящую из двух фаз (I и II). Изменение энергии Гиббса такой системы будет равно

.

Пусть из фазы (I) в фазу (II) равновесно переходит dn_i молей i -го компонента при постоянных давлении, температуре и числах молей всех остальных компонентов. Общее изменение энергии Гиббса системы равно сумме изменений энергий Гиббса обеих фаз:

. (6.66)

Поскольку и система равновесна, то

,

а так как , то

. (6.67)

Полученное соотношение будет справедливым и для большего числа фаз в равновесной системе, поэтому условием равновесия фаз в многокомпонентной гетерогенной изобарно-изотермической системе будет равенство химических потенциалов данного компонента во всех фазах системы, находящейся в равновесии.

Если переход dn_i молей i -го компонента из одной фазы в другую происходит в неравновесных условиях (необратимо, самопроизвольно), то энергия Гиббса изобарно-изотермической системы уменьшается:

.

Если (i -й компонент переходит из фазы I в фазу II), то и

, . (6.68)

Если (i -й компонент переходит из фазы II в фазу I), то и

, (6.69)

Таким образом, компонент самопроизвольно переходит из фазы, в которой его химический потенциал больше, в фазу, в которой его химический потенциал меньше. Представленные условия равновесия и самопроизвольности процессов переноса вещества в многокомпонентных системах являются обобщением таковых для однокомпонентных систем (глава 5), поскольку химический потенциал чистого вещества равен его молярной энергии Гиббса.

Дата добавления: 2014-01-04