Закон сохранения и превращения энергии


Растворимость газов в жидкостях



страница55/61
Дата09.01.2018
Размер1.31 Mb.
Название файлаShpory_po_fizkhimii.docx
ТипЗакон
1   ...   51   52   53   54   55   56   57   58   ...   61
Растворимость газов в жидкостях.

В любой жидкости газ растворим предельно. При некоторой конц. газа образуется равновесие р-р -газ – насыщенный р-р. Раство-ть зависит от T, Р (наружнее), а также от природы 2х, при повышени давления она увеличивается. Закон Генри – раст-ть газа пропорционально давлению над раствором. . Если выразить через Менделеева-Клапейрона где g (масса газа)



18.2 Трехкомпонентные системы. Способы изобр. состава. Диаграмма с тройной эвтектикой.

Жидкие 3компонентные системы могут состоять из жидких в-в, как дающих р-ры любого состава, так и взаимно ограниченно растворимых. Для построения полной диаграммы состояния 3компон. системы нужна система координат из 5 взаимно ┴ осей. Ее построить невозможно. Часто принимают Т, Р = const; строится 2мерная диаграмма, где отражают различные состояния системы и фаз.переходы.



Состав 3компон. системы удобно изображать при помощи ∆ Гиббса. Вершины равносторон. ∆ отвечают содержанию в системе 100% каждого из компонентов А, В и С. Стороны ∆ позволяют описать составы 2компон. систем А + В, В + С, С + А. Точки внутри ∆ описывают составы 3компонентных систем. Метод определения состава основан на том, что сумма перпендикуляров, опущенных из любой точки внутри равносторон ∆ на каждую из сторон, равна высоте ∆. Если принять, что длина всей высоты ∆ отвечает 100 мольным (или весовым) %, то состав тройной системы можно выразить с помощью длин этих ┴ - ов. Из вершины опускаем перпендикуляр, его длина будет отвечать содержанию компонента.

Другой способ Розебума. Состав тройной системы, представленой любой точкой внутри ∆ концентраций определяют по трем отрезкам на одной из сторон. Для этого через точку проводят прямые параллельные 2м сторонам ∆. При этом третья сторона разбивается на три отрезка, по длине которых судят о составе.


ЗДМ. Связь м/у равновесными концентрациями (или парц. давлениями) в-в, участвующих в хим. реакции, выражается ЗДМ, кол-венная формулировка и вывод были даны Гульдбергом и Вааге (1867).

1А1+2А21А1+2А2; v1=k1  скорость прямой реакции ;



v2=k2 скорость обратной реакции ; v1=v2  в сост. равновесия

k1 = k2

КС = k1 / k2 = /

Сконстанта равновесия, выраженная через концентрации)



ЗДМ можно вывести из урав. ii = 0 , если химические потенциалы выразить как функции концентраций, парциальных давлений и т.д. компонентов, участвующих в реакции :

[i = Gi (T) + RT ln Ci ], [i = Gi(T) + RT ln Pi ], [i = Gi(T,P) + RT ln Ni]

 если компоненты  идеальные газы

[i = i (T) + RT ln fi ]  если компоненты  идеальные растворы

[i = io (T) + RT ln Ni ]  если компоненты  реальные газы

[i = io (T) + RT ln ai ]  если компоненты  реальные растворы

Выведем ЗДМ для газовой реакции, если компоненты  идеальные газы. Исходное уравнениеi = Gi(T) + RT ln Pi подставим в уравнение ii = 0.

i Gi(T)+RTi ln рi, равн=0; ilnрi, равн==f(T)



Опустим индекс (равн); заменим сумму логарифмов логарифмом произведения рi ; а f (T)  логарифмом некоторой функции КР (Т) :

ln ==lnKP(T); = = KP (T)

Величина КР, выраженная ч/з равновесные парц. давления в ид. газовой смеси, есть функция только Т и не зав. от суммарного Р и парц. давлений компонентов в исх. смеси. При T = const KP = const. КРконстанта хим. равновесия , а уравнение - закон действия масс.

Если газ реал., то таким же путем получим : Kf = ; Kf  KP при Р0



В применении к конкр. хим. реакции: N2 + 3H2  2NH3

KP = ; Kf =

Вид выражения для КР и ее числ. значение зав. от того, в каком направлении и для каких кол-в записано стехиометрическое уравнение реакции :



1/2N2+3/2H2NH3; 2NH3N2+3H2 ; КР= = КР==

Необх. различать Кр, выраженные разн. способами, т.к. их числ. значения разные.

KP= ; KC= ; KN=

Связь м/у ними можно установить, используя уравнения для ид. газовой смеси : Pi=CiRTKP=KC (RT) ; Pi=NiPKP=KN P ; =1+2+3+...123...

Т.к. КР не зависит от Р (для ид. газов), то и КС от него не зависит. KN же зависит от Р и не зав. от исх. кол-в компонентов. Если  = 0, т.е. реакция протекает без изменения числа молекул, то КР = КС = КN .

dG = VdP – SdT + idni ; i=p,T,n



i хим. потенциалы – частные производные потенциалов по массе i-го компонента при постоянстве V, T, (P, T, ).

Хим. потенциал = приросту F (G) при внесении в систему 1 моля данного компонента, если мы рассм. такую систему как бесконечно большое кол-во р-ра определенного состава; при этом V, T (P, T) = const (б/б кол-во р-ра – только в этом случае добавление в р-р 1 моля компонента не изменит состав р-ра, т.е. конц. компонентов). Кроме того : i = V,S,n = p,S,n= V,T,n = p,T,n

т.е. химический потенциал компонента раствора данного состава имеет определенное числовое значение; абсолютное его значение определить не умеем.



Уравнения Гиббса-Дюгема. dG = VdP – SdT + idni

При P, T = const dG=idni

Функция G = G(n1, n2, … ) облад. след. св-вом : если массы всех компонентов системы возрастают в одно и то же число раз, то и G возрастает в то же число раз (величина G = U – TS + PV возрастает пропорционально массе, т.к. U, S, V возрастают пропорционально массе).

Т.о., интегрируя вышеприведенное уравнение при постоянном составе р-ра, получим : G = ini

При указанных условиях величины i остаются пост. в –ц- нарастания m, т.е. (при Р, Т = const) они зав. только от состава р-ра и явл. факторами интенсивности.  Можно определить хим. потенциал как изобар. потенциал системы, приходящийся на 1 моль компонента.

dG = n1d1 + n2d2 + … + nidi + 1dn1 + 2dn2 + … + idni = nidi + idni

При Р, Т = const nidi = 0 (1)

Для бинарного раствора : n1d1 + n2d2 = 0





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   51   52   53   54   55   56   57   58   ...   61


База данных защищена авторским правом ©coolnew.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Теоретические основы
Лабораторная работа
Методические указания
Общая характеристика
Рабочая программа
Теоретические аспекты
Пояснительная записка
Методические рекомендации
Практическая работа
Дипломная работа
Федеральное государственное
История развития
Основная часть
Общие сведения
Учебное пособие
Теоретическая часть
государственное бюджетное
Направление подготовки
Самостоятельная работа
Физическая культура
Методическая разработка
Практическое задание
Краткая характеристика
История возникновения
Выпускная квалификационная
квалификационная работа
государственное образовательное
бюджетное учреждение
Гражданское право
Название дисциплины
Российская академия
Общие положения
образовательное бюджетное
Современное состояние
прохождении учебной
история возникновения
образовательная организация
теоретические основы
Понятие сущность
Уголовное право
Общая часть
Правовое регулирование
Техническое задание
Методическое пособие
Фамилия студента
Финансовое планирование
Финансовое право
Российская федерация
Конституционное право