Fázové rovnováhy podmínky rovnováhy v heterogenních soustavách

Prezentace na téma: "Fázové rovnováhy podmínky rovnováhy v heterogenních soustavách"— Transkript prezentace:

1 Fázové rovnováhy podmínky rovnováhy v heterogenních soustavách
Fázové a skupenské rovnováhy jsou charakterizovány tím, že v soustavě se po dosažení „kritických“ hodnot tlaku, teploty, objemu, případně látkového složení, se skokem změní skupenství

2 Základní pojmy Fáze je homogenní část soustavy oddělená od ostatních fází rozhraním. Při přechodu přes rozhraní se mění vlastnosti skokem. Změny skupenství jsou nejčastějšími fázovými směnami Jedno skupenství může obsahovat více fází, dvě rozvrstvené kapaliny, dvě krystalické fáze apod. Předchozí tvrzení o více fází v jednom skupenství neplatí pro plyny, které se neomezeně se míchají.

3 Základní pojmy…. Počet složek k je minimální počet čistých látek, které jsou potřeba k realizaci kterékoli z přítomných fází heterogenní soustavy. Soustava (led/voda/vodní pára) obsahuje jednu složku. Soustava CaCO3 CaO a CO2 má jednu nezávislou složku pokud oxidy vznikly pouze rozkladem uhličitanu (neměnil se součet všech složek) a taková soustava má jednu složku. Přidáme-li, jednu složku ke směsi, porušili jsme látkovou bilaci a máme složky dvě. Soustavu (počet fází, zastoupení látek ve fázích apod.) můžeme ovlivňovat p, T, (V) a látkovým složením.

4 Podmínky rovnováhy Tepelná rovnováha (teploty všech fází musí být stejné) Mechanická rovnováha (aby se nekonala práce musí být i jednotlivé fáze pod stejným tlakem). Chemická rovnováha (chemické potenciály každé složky ve všech koexistujících fázích musí být stejné).

5 Gibbsův zákon fází v = k +2 – f, kde f….. je počet fází,
k…. je počet složek, v…. je počet stupňů volnosti p (počet proměnných) = k.f + 2 Součin k.f říká, že každá složka prochází všemi fázemi, +2 představuje dvě proměnné ze stavové rovnice (ze třech stavových proměnných p, V, T stačí mít jen dvojici, třetí se dá dopočítat ze stavové rovnice). Počet stupňů volnosti je rozdíl mezi počtem rovnic, které potřebujeme pro vyjádření stavu soustavy a počtem rovnic, které máme.

6 Soustavy dělíme Podle počtu složek (k=1 jednosložkové, k=2 dvousložkové a vícesložkové…) Podle stupňů volnosti (v=0 invariantní, v=1 univariantní, v=2 bivariantní..)

7 Fázové diagramy-skupenské přechody
Jednosložková soustava: (Fázový diagram vody) Dvousložkové soustavy: (Neomezeně mísitelné kapaliny (pojem aktivity), omezeně mísitelné kapaliny)