Фазовое равновесие презентация

Содержание

Определение Фазу определяют как состояние материи, которое «повсюду однородно не только по химическому составу, но и по физическому состоянию»

Слайд 1Лекция 3
ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ.


Слайд 2Определение
Фазу определяют как состояние материи, которое «повсюду однородно не только по

химическому составу, но и по физическому состоянию»

Слайд 3Равновесие перехода вещества из одной фазы в другую без изменения химического

состава называется фазовым равновесием.

плавление

твердое вещество жидкость

кристаллизация


Слайд 4
Фазовое равновесие является динамическим, т.е. скорость прямого процесса равна скорости обратного

процесса. Энергия Гиббса равна нулю. (∆G=0)

Слайд 5Правило фаз.
Согласно правилу фаз, числа степеней свободы С, фаз Ф,

независимых компонентов К и внешних условий n, влияющих на равновесие, взаимосвязаны соотношением:
С + Ф = К + n

Слайд 6Компонент — это однородная по химическим свойствам часть термодинамической системы, которая

может быть выделена из неё.



Слайд 7Например, система из аммиака, хлороводорода и хлорида аммония состоит из трех

компонентов и двух независимых компонентов, так как один из компонентов можно определить по реакции:
NH3 + HCl = NH4+*Cl-

Слайд 8Числом степеней свободы С называется число внешних условий, которые можно изменять

в определенных пределах без изменения числа и вида фаз.
На фазовое равновесие обычно влияют температура и давление, в этом случае n = 2 и правило фаз можно переписать в виде:
С + Ф = К + 2

Слайд 9Правило справедливо при соблюдении следующих условий:
фазы имеют достаточно большие размеры, так

что поверхностными явлениями можно пренебречь;
поверхности раздела фаз проницаемы для всех компонентов системы в любых направлениях.

Слайд 10С = О (безвариантная система) определяет возможное число фаз Ф в

равновесной системе, составленной из данного числа независимых компонентов К.
При С = 1 (моновариантная система) один из параметров состояния системы можно изменять, тогда другие параметры состояния полностью зависят от первого.
При С = 2 (бивариантная система) изменять независимо можно два параметра состояния, а все остальные параметры состояния полностью зависят от этих двух и т. д.

Слайд 11Для изучения фазового равновесия в термодинамических системах используется так называемая фазовая

диаграмма. Это обычная диаграмма состояния (графическое изображение соотношений между параметрами состояния), но построенная в координатах, позволяющих определить условия устойчивости фаз и фазового равновесия.

Физико-химический анализ


Слайд 12Фазовая диаграмма для воды


Слайд 13Линия АО называется линией сублимации (возгонки);
Линия ВО соответствует линии плавления;
Кривая

СО - линия испарения.
В тройной точке О система нонвариантна (С = 1 + 2 - 3 = 0), что характеризуется фиксированными значениями давления и температуры. Точка О для воды имеет следующие координаты: Т = 273,16 К, p = 610,5 Па.

Слайд 14Для определения фазового состава сплава, знание которого необходимо для понимания его

структуры и свойств, используются методы физико-химического анализа. С его помощью изучается зависимость свойств (электропроводность, температура кристаллизации, плотность, вязкость и др.) от состава, обычно выражаемые в виде диаграмм «состав – свойство».

Слайд 15Диаграммы состояния для сплавов, образующих механические смеси индивидуальных компонентов.


Слайд 16Линия AEB на диаграмме называется линией ликвидуса
Точка Е с координатами

ω(Pb) = 83 % и ТЕ = 2460С − точка эвтектики.
Линия KEL – линия солидуса

Слайд 17Диаграмма состояния для сплавов, образующих химические соединения, называемые интерметаллидами.


Слайд 18ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССА РАСТВОРЕНИЯ



Слайд 19Основные положения
Растворение – это физико-химический процесс.
Физическая сторона – растворяющее вещество теряет

свою структуру, разрушается.
Химическая сторона – растворяемое вещество взаимодействует с растворителем- сольватация- образуются сольваты, если растворение идет в воде, то процесс называется гидратацией - образуются гидраты.

Слайд 20
Теплотой или энтальпией растворения – называется количество теплоты, которое выделяется или

поглощается при растворении.



Слайд 21Что происходит при растворении?
а) разрушение структуры растворенного вещества, т.е. фазовый переход

ΔНфп
ΔНфп > 0 тепло затрачивается
NaClтв = Na+ + Cl– ΔH>0 ΔS>0

Слайд 22
б) гидратация
ΔНгидр 


Слайд 23
в) ΔHраст = ΔHфп + ΔНгидр
Если ΔHфп > ΔНгидр – то процесс эндотермический,
Если ΔHфп 


Слайд 24Энтропия растворения
Энтропия растворения твердых и жидких веществ всегда больше нуля

ΔS>0
Энтропия растворения газов ΔS<0



Слайд 25Энергия Гиббса
ΔGраств=ΔНраств+Т·ΔSраств
ΔGраств 


Слайд 26
Насыщенный раствор – это раствор который находится в равновесии с растворяющимся

веществом.

Слайд 27ИДЕАЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ. Закон Рауля


Слайд 28
Идеальные растворы – это такие растворы, образование которых происходит без изменения

объема и теплового эффекта.(ΔH=0, ΔV=0), лишь за счет увеличения энтропии.
Идеальные растворы – это растворы, в которых пренебрегают межмолекулярным взаимодействием.

Слайд 29
В идеальных растворах частицы растворенного вещества находятся на большом расстоянии друг

от друга и их взаимное влияние можно исключить, а растворитель практически не меняет своих свойств.

Слайд 30
Разбавленные растворы приближаются к идеальным.
Из реальных растворов разбавленные растворы неэлектролитов могут

по своим свойствам приближаться к идеальным.

Слайд 31
Растворы не проводящие электрический ток называются неэлектролитами.
Слабые электролиты в растворе не

диссоциируют на ионы.

Слайд 32
Некоторые физические свойства растворов неэлектролитов зависят только от концентрации частиц растворенного

вещества и природы растворителя и не зависят от природы растворенного вещества. Эти свойства называются коллигативными свойствами.

Слайд 33
К коллигативным свойствам относятся следующие:
Понижение давления паров растворителя над раствором

Повышение температуры кипения, понижение температуры затвердевания
Осмотическое давление

Слайд 341. Понижение давления паров растворителя над раствором
Согласно, первому закону Рауля –

относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором пропорционально молярной доле растворенного вещества в растворе



Слайд 35
Р0 – давление насыщенного пара над чистым растворителем;
N – молярная доля

растворенного вещества в растворе.

Слайд 362а. Повышение температуры кипения
Второй закон Рауля:
а) Повышение температуры кипения ΔТкип раствора

пропорционально моляльной концентрации раствора



Слайд 37
Екип – это моляльная константа повышения температуры кипения растворителя или его

эбуллиоскопическая константа, которая зависит от природы растворителя.
Екип приведена в справочниках.

Слайд 382б. Понижение температуры затвердевания растворов
Второй закон Рауля:
б) Понижение температуры затвердевания

растворов пропорционально моляльной концентрации раствора



Слайд 39
Кзатв – это моляльная константа понижения температуры затвердевания или криоскопическая константа

(длярастворителя).

Слайд 40ПРИМЕР
Вычислить температуру затвердевания раствора состоящего из 100 гр этиленгликоля С2Н6О2 (М=62)

и 900 граммов воды, Кзатв=1,86.

Слайд 413. Осмотическое давление
Раствор представляет собой однородную систему.
Частицы растворенного вещества и

растворителя находятся в беспорядочном тепловом движении и равномерно распределяются по всему объему раствора.

Слайд 42
Молекулы растворителя и растворенного вещества будут диффундировать преимущественно в том направлении,

где их концентрация ниже.
Такая двухсторонняя диффузия приведет к выравниванию концентраций и С1=С2.

Слайд 43
Однако диффузия бывает односторонней, если растворы разделить полупроницаемой перегородкой, пропускающей только

молекулы растворителя.
При этом условии, что С2>С1 молекулы растворителя с большей скоростью будут диффундировать в направлении С1⇒С2 и объем раствора с концентрацией С2 несколько возрастет. Такая односторонняя диффузия называется осмосом.

Слайд 44
Для количественной характеристики осмотических свойств вводится понятие осмотического давления.
Осмотическое давление

– это такое давление, которое нужно приложить, чтобы осмос прекратился. .

Слайд 45
Вант –Гофф предложил, что для осмотического давления можно применять уравнение состояния

идеального газа



Слайд 46
СМ – молярная концентрация раствора. Растворы с одинаковым осмотическим давлением называются

изотоническими.



Слайд 47ПРИМЕР:
Вычислить осмотическое давление при 270 С раствора сахара С12Н22О11 (М=342) 1

литр которого содержит 91г сахара.

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика