Pha và cách tính số pha | Bài giảng môn Hóa lý | Đại học Bách khoa hà nội
Số pha lỏng phụ thuộc vào khả năng tan của CL. Tài liệu trắc nghiệm môn Hóa lý giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!
Preview text:
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- H C 2O 6H12-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 P1 = P2 = P3 = ... = Pf Cân bằng nhiệt và cơ µ học 1 = µ2 = µ3 = ... = µf 1 1 1 1 µ1 = µ2 = µ3 = ... = µf Cân bằng hoá học 2 2 2 2 1 2 3 f µ = µ = µ = ... = µ k k k k
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 H O(ℓ) " H O(h) 2 2
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 H O(ℓ) " H O(h) 2 2 Hệ kín Hệ mở
Thiết lập quy tắc pha Gibbs
Quy tắc pha Gibbs: qui tắc để x/đ bậc tư do C k+2 dòng
C = ΣTSTT – Σ số pt liên hệ T1 = T2 = T3 = ... = Tf pha 1 !
pha 2... ! pha ... ! pha f P1 = P2 = P3 = ...= Pf
(1,2,3..k) (1,2,3..k) (1,2,3..k) (1,2,3..k) µ1 = µ2 = µ3 = ... = µf 1 1 1 1
Tổng số TSTT = k.f + 2.f µ1 = µ2 = µ3 = ... = µf 2 2 2 2 = (k+2).f 1 2 3 f µ = µ = µ = ... = µ k k k k
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: CaCO (r) ! CaO(r) + CO (k) 3 2
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 (P-T-V)! (P-T-V)! (T-x-x)! V! P! 4,579 mmHg C! O Hơi D B! T! T! A A! 0,0099°C 374°C t°C P! T! P! x(h) ! B P-T! T-x! P-x! P-x! T! x! x! x(h) ! B
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%) %A = Pa % h %B b h %A c %B = Pb % P h %C = Pc % B (100%) C (100%) 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 Lỏng !T H Lỏng = Hơi 1 H H2 (1) (2) Hơi V A x1 x x2 B ! Điểm 1: chuyển 1 pha Quy tắc đòn bẩy → 2 pha g x − x HH 1 = 2 = 2 Điểm 2: chuyển 2 pha g x − x HH 2 1 1 g → 1 pha 1: khối lượng hệ H1 g2: khối lượng hệ H2 KẾT LUẬN - Cách tính số pha
- Điều kiện cân bằng pha
- Các quy tắc của giản đồ pha