Bài giảng Hóa lý 1: Pha và điều kiện cân bằng pha

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

6
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Hóa lý 1: Pha và điều kiện cân bằng pha" được biên soạn với các nội dung chính sau: Cách tính số pha; Điều kiện cân bằng pha; Biểu diễn trên giản đồ pha. Mời các bạn cũng tham khảo bài giảng tại đây!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa lý 1: Pha và điều kiện cân bằng pha

PHA VÀ ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG PHA - Cách tính số pha - Điều kiện cân bằng pha - Biểu diễn trên giản đồ pha
Pha và cách tính số pha Số pha: f f = số pha rắn + số pha lỏng + số pha khí Số pha Số pha rắn khí Hợp kim vàng, f= 1 Fe-Cu… 2 hay nhiều khí chứa trong các không gian khác nhau à f ≥2 Hỗn hợp rắn, f ≥ 2 2 hay nhiều khí chứa trong 1 kim loại không gian à f=1
Pha và cách tính số pha (f) = số pha rắn + số pha lỏng + số pha khí Số pha lỏng phụ thuộc vào khả năng tan của CL ü Các chất lỏng tan f=1 đồng nhất với nhau ü Các chất lỏng ko tan f≥2 hoàn toàn vào nhau Dầu- H2O C6H12-H2O-CCl4
Hợp phần - Cấu tử Hợp phần (r): là các chất tạo thành hệ, có thể tồn tại độc lập Ví dụ: dd NaCl có 2 hợp phần là muối ăn và nước Số pt liên hệ (r): = số p.ư hoá học + pt liên hệ giữa các thông số Cấu tử (k): số hợp phần độc lập (tối thiểu) à đủ để x/đ hệ tại CB. Mối liên hệ giữa r, q, k: Số cấu tử (k) = số hợp phần (r) – số pt liên hệ (q)
Bậc tự do Cân bằng pha: Là TTCB của quá trình chuyển pha (ko có sự biến đổi về mặt hoá học) Bậc tự do (C): số TSNĐ tối thiểu ĐỦ để x/đ hệ tại CB Thông số ngoài: T, P Thông số trong: nồng độ, số mol... Ý nghĩa của C: số TSNĐ biến thiên tuỳ ý mà không ảnh hưởng đến CB pha
Điều kiện CB pha f pha, mỗi pha có k cấu tử pha 1 ! pha 2... ! pha3 ... ! pha f (1,2,3..k) (1,2,3..k) (1,2,3..k) (1,2,3..k) ĐK CB pha T1 = T2 = T3 = ... = Tf P = P = P = ... = P 1 2 3 f Cân bằng nhiệt và cơ học µ11 = µ12 = µ13 = ... = µ1f µ12 = µ 22 = µ 32 = ... = µ 2f Cân bằng hoá học µ1k = µ k2 = µ k3 = ... = µ kf
Động lực của qt chuyển pha SAN BẰNG về T, P và hoá thế giữa các pha VD H2O(l) = H2O (h) μ(H2O,l) > μ(H2O,h) à quá trình hoá hơi H2O(ℓ) " H2O(h) μ(H2O,l) < μ(H2O,h) à quá trình ngưng tụ H O(ℓ) " H O(h) 2 2 μ(H2O,l) = μ(H2O,h) à cân bằng lỏng-hơi H2O(ℓ) " H2O(h) Hệ mở Hệ kín
Thiết lập quy tắc pha Gibbs Quy tắc pha Gibbs: qui tắc để x/đ bậc tư do C C = ΣTSTT – Σ số pt liên hệ k+2 dòng T1 = T 2 = T3 = ... = T f pha 1 ! pha 2... ! pha ... ! pha f P1 = P 2 = P 3 = ... = P f (1,2,3..k) (1,2,3..k) (1,2,3..k) (1,2,3..k) 1 µ1 = µ1 = µ1 = ... = µ1 2 3 f Tổng số TSTT = k.f + 2.f µ12 = µ 22 = µ 32 = ... = µ f2 = (k+2).f µ1k = µ 2k = µ 3k = ... = µ fk Tổng số pt liên hệ = (k+2)(f-1) + f (1) Suy ra C = (k+2)f – (k+2)(f-1) –f 1 pt liên hệ giữa các xi à 1 pt liên hệ giữa các μi C=k-f+2
Áp dụng quy tắc pha Gibbs C = k - f +2 Ví dụ: CaCO3 (r) ! CaO(r) + CO2 (k) Số pha: f = 3 (1 pha khí + 2 pha rắn) Số hợp phần: r = 3 Số pt liên hệ: q = 1. Suy ra k = 3 -1 = 2 àC = 2-3+2 = 1 “ 1 trong 2 thông số T, P biến đổi tuỳ ý, thông số kia phụ thuộc hàm của thông số kia” Nghĩa là: T= f(P) hoặc P= f(T)
Giản đồ pha Giản đồ pha: sự phụ thuộc các TSTT của 1 hệ trong CB pha + Các đường: T=f(x), P=f(x) (2 thông số) + Các mặt: T=f(x,y); P= f(V,x);.. (3 thông số) + Các vùng: T, P, x biến thiên tuỳ ý trong 1 giới hạn xác định mà số pha, trạng thái pha ko đổi P, atm B C 218 atm T! P! T! Rắn Lỏng (T-x-x)! (P-T-V)! (P-T-V)! V! P! 4,579 mmHg Hơi D B! O T! T! A A! 0,0099°C 374°C t°C
Cách biểu diễn thành phần trên giản đồ pha Hệ 2 cấu tử ß A tăng à B tăng A M1! M2 B 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 xB→ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 %yB→ ! Hệ 3 cấu tử A (100%) Pa %A = % %B h b Pb c h %A %B = % P h Pc B (100%) C (100%) %C = % a H h %C !
Các quy tắc trên giản đồ pha Quy tắc liên tục Quy tắc liên hợp P Hệ H = hệ H1 + hệ H2 T ! Lỏng H1 H H2 Lỏng = Hơi (1) (2) Hơi V A x1 x x2 B ! Điểm 1: chuyển 1 pha Quy tắc đòn bẩy g1 x 2 − x HH2 → 2 pha = = g2 x − x1 HH1 Điểm 2: chuyển 2 pha g1: khối lượng hệ H1 → 1 pha g2: khối lượng hệ H2
KẾT LUẬN - Cách tính số pha - Điều kiện cân bằng pha - Các quy tắc của giản đồ pha