二、相律(phase rule) 相律一 联系K,Φ,f之间关系的规律:f=K-Φ+2 相律的推导(Gibbs): 设一相平衡系统:该系统有K个组分,Φ个相。 在T,p恒定的条件下,有x如下表: 0 B 。0。 Φ 1 x1(o) x(β) 。e (Φ) 2 x2(o) x2(β) ●。e●。 x2(Φ) k xx(a) x(β) 0o·o。 k(Φ)
推导:该平衡系统有K个组分,Φ个相 每一相中有(K-1)个浓度,共有Φ个相,除了T,外 还必须指定(K-1)个浓度。 根据相平衡条件,每个组分在各相中的化学势相 等:4(=(=.4()则每个组分有(-1) 个等式,K个组分则共有K(Φ-1)个等式。 .f=Φ(K-1)+2-K(Φ-1) =本+2-K更+K f=K-Φ+2
注意: )相律只适用于相平衡系统 2)上面假设每个组分在每相中都存在,但这不是必要条件。 因为在某一相中少一个组分,就会少一个平衡等式,相律 公式不变 2)f=K-中+2是一般关系,其中2是指T,p。若系统条件不 符,则f=K-Φ+n。 a.考虑更多的因素,如电场,磁场.,n包括外界影响因素 b.系统有多个T、p,n包括所有T、p; c.若系统指定温度或/和压力,则n=1或0。 p146例题
例1Na2C03有三种含水盐: Na2CO3H2O,Na2CO37H2O,Na2CO310H2O (1)pe下,与Na2CO,(aq)和冰共存的含水盐最多有几种? (2)30C时,可与水蒸气共存的含水盐最多有几种? 解:系统由Na2C03和H20构成,K=2 若S=5,但存在三个平衡关系:R=3, Na2CO3+xH2O=Na2CO3xH2O .∴.K=2
1)指定p9,f=2-重+1=3-Φ, 当f=0,Φ=3∴.Φ最多为3, 与Na2CO3(ag)和冰(s)与共存的盐只有一种。 2)指定30C,f=3-Φ, 当f=0,Φ=3.Φ最多为3, .与水蒸气共存的含水盐最多有2种