Файл: Фазовое_равновесие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.10.2024

Просмотров: 9

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Например, если эмпирическое уравнение имеет вид: lnP=A+B/T +ClnT +DT+ET-2 ,

 

 

 

d ln K

P

 

B

 

C

D

2E

,

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

dT

 

 

 

 

T

 

 

T

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

а

Hисп.( субл.)

RT

2

d ln K p

RT

 

 

B

 

C

 

 

 

dT

 

 

T

2

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то

D

2E

T

3

 

 

 

 

 

α

β

Рис.2

Графически теплоту испарения и теплоту сублимации можно определить по формулам:

 

 

 

 

RT

2

 

H

 

 

tg

исп.

 

r

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RT

2

 

H

 

 

tg

субл.

 

r

 

 

P

 

 

 

 

 

 

По закону Гесса теплота сублимации в тройной точке равна сумме теплот испарения и плавления. Откуда можно найти теплоту плавления. Подобно данному методу можно определить теплоту плавления из графика lnP от 1/Т

lnp

α

o

β

1/Tтр.т. 1/T

ΔH пл.= ΔH субл.- ΔH исп.=R(tgβ-tgα)

Существуют также простые эмпирические формулы для расчета теплот фазовых переходов.Наиболе часто используются следующие:

а) Уравнение Трутона


Н

исп

Дж / моль К

Т

 

89,12

н.к.

 

 

 

б) Теплота плавления органических веществ

Н пл Т пл

54.4 12,6

Дж / моль К

.

Зная зависимость давления насыщенного пара от температуры можно рассчитать, как было показано выше температуры плавления, кипения и сублимации. Отсюда можно найти изменение внутренней энергии.

Для плавления: U H Для сублимации и возгонки: U H RT Т.к. рассматриваются только равновесные фазовые переходы, при постоянных Р и Т

G 0

. А следовательно Sф.п.

 

H

ф.п.

. Из этого положения можно также вычислить

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

фазового перехода,

 

 

 

 

 

а) при плавлении,

A G 0

 

 

 

 

б) при испарении:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A G RT

RT

 

 

 

 

 

 

 

Полиморфные превращения. Некоторые вещества способны существовать в двух или нескольких формах с различной кристаллической структурой и свойствами при одном и том же химическом составе. Такие формы называются полиморфными модификациями. Взаимные превращения полиморфных модификаций называются полиморфными превращениями.

Различные модификации одного и того же вещества обозначают греческими буквами: Модификации принято считать от низких температур к высоким: α, β, γ. Для кремнезема у специалистов в области силикатов принято наоборот более высокотемпературную модификацию обозначать буквой α; модификации, образующиеся при более низких температурах, называют соответственно модификациями β и γ.

Взаимные превращения двух кристаллических модификаций, которые могут протекать самопроизвольно и в прямом и в обратном направлении в зависимости от условий (температура и давление) называются энантиотропными превращениями. Взаимные превращения двух кристаллических модификаций, которые могут протекать самопроизвольно только в одном направлении, называются монотропными превращениями.

Не всегда такие переходы осуществляются легко, часто наблюдается задержка превращения, в результате чего фаза становится термодинамически метастабильной. Однако на практике метастабильные фазы могут быть чрезвычайно устойчивыми и внешне не проявлять своей метастабильности. Достаточно напомнить метастабильный характер стекла, которое может сотнями лет не переходить в устойчивое кристаллическое состояние.