相平衡 概念及公式总结

第五章相平衡

一、多相系统平衡的一般条件

1.相是指系统中宏观上看来化学组成、物理性质和化学性质完全均匀的部分。没有气相的系统称之为“凝聚系统”

2.确定平衡系统的状态所需要的独立的强度变量称为“系统的自由度”

3.相的性质：

➢同一相不一定连在一起，连在一起的并不一定是一相

➢相与相之间有明显的界限

➢气体只有一相，液体最多有三相，固体可有无数相

➢没有气体的体系称为“凝聚体系”

β

热平衡的条件：Tα=Tβ压力平衡条件：pα=pβ相平衡条件：μAα=μ

A

二、相律

1. C = S (组分数) – R（独立化学反应数目）- R′（浓度的限制条件）

2. f∗+Φ=C+2

3. 性质：

➢必须正确判断独立组分数、独立化学反应式、相数以及限制条件数才能正确应用相律；

➢只表示系统中组分和相的数目，不能指明组分和相的类型和含量；

➢自由度只取“0”以上的正值，如果出现负值，则说明系统可能处于非平衡态当Φ=1，单相，f=2；Φ=2 ，两相平衡，f=1；Φ=3，三项共存，f=0

三、单组分系统的相平衡（Clapeyron 方程）

1.在相图中表示某一个相的状态的点简称为“相点”

2.任何纯物质的两相平衡都有：ⅆp

ⅆT =ΔH

TΔV

（珂拉伯珑方程）

3. Clausius-Clapeyron 方程：ⅆln p

ⅆT =ΔVaP H m

T(nRT

p

)

4.楚顿规则：ΔVaP H m

T b

≈88J⋅k−1⋅mol−1

（正常沸点：101.325Kpa下液体的沸点）

在液态中若分子没有蒂合现象，则能较好地体现此规则。

四、相图

1.三相点：是指物质自身的物性，不能加以改变

2.冰点: 冰点是在大气压力下由压力、水中溶有空气的影响

3.蒸气压越高，沸点越低；蒸气压越低，沸点越高

4.杠杆规则：

混合物中A的总的物质的量为n（总）x A , 应等于气、液两相中A物质的量n（l）x1 的加和n（g）x2 的加和，公示表示为：

n(L)⋅CD=n(g)⋅cE