Основные понятия и определения

ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ

Фазовые равновесия – равновесия в гетерогенных системах, в которых не происходит химического взаимодействия, а имеет место лишь переход компонентов из одной фазы в другую или другие.

Фаза – гомогенная часть гетерогенной системы, находящаяся в одном и том же агрегатном (и модификационном) состоянии, обладающая одинаковыми свойствами и имеющая четкую границу раздела, при переходе через которую свойства системы меняются скачком.

Независимые компоненты – составляющие вещества, наименьшее число которых необходимо для однозначного выражения состава каждой фазы при любых условиях существования системы.

Если в системе нет химического взаимодействия между компонентами, то число независимых компонентов равно общему числу компонентов системы. Так для смеси, состоящей из газообразных водорода, гелия и аргона между которыми нет химического взаимодействия, число независимых компонентов равно числу составляющих веществ, то есть трем.

При наличии химического взаимодействия между компонентами в системе число независимых компонентов системы равно общему числу компонентов минус число уравнений, связывающих равновесные концентрации компонентов:

К=К_общ-У.

В смеси трех газов HJ, H₂ и J₂ (гомогенная однофазная система) возможна реакция . Между концентрациями трех веществ устанавливается соотношение, определяемое константой равновесия K_C:

Поэтому, зная концентрации двух составляющих веществ, (например HJ и Н₂), можно определить концентрацию третьего (J₂). Следовательно, для данного случая число независимых компонентов равно двум: К=3-1=2. Если концентрации водорода и йода в равновесной смеси одинаковы (), то К=3-2=1.

Число степеней свободы (вариантность системы) – число независимых переменных (температура, давление, концентрация), которые можно изменять в некоторых пределах так, чтобы число и природа фаз оставались прежними.

Если число степеней свободы равно нулю (инвариантная система), то нельзя изменять внешние и внутренние факторы системы (температуру, давление, концентрацию) без того, чтобы это не вызывало изменения числа фаз. Если число степеней свободы равно единице (моновариантная система), то возможно изменение в некоторых пределах только одного из перечисленных параметров, и это не вызовет уменьшения или увеличения числа фаз.