第四章 相平衡 相律：指导相平衡的基本规律 相图：物质的相平衡规律在几何图中的表示 化工生产中的物质分离和提纯： 液体的蒸发和冷凝，固体溶解和结晶的过程 物质相平衡变化过程中的相变规律 §4.1相律 相律：物质的相平衡变化的基本规律 相变化过程中，体系的相数，独立组分数与 自由度(T,P)之间的定量关系
1 第四章 相平衡 相律：指导相平衡的基本规律 相图：物质的相平衡规律在几何图中的表示 化工生产中的物质分离和提纯： 液体的蒸发和冷凝，固体溶解和结晶的过程 物质相平衡变化过程中的相变规律 §4.1 相律 相律：物质的相平衡变化的基本规律 相变化过程中，体系的相数，独立组分数与 自由度（T，P）之间的定量关系
强调：只能给出相平衡的具体数值，而不能 给出自由度是多少，有哪些相 但有助于从实验数据中正确绘制相图 1876年美国数学家Gibbs推导的 1.基本概念 1)相Φ 定义：体系中宏观物理性质(T,P)和化学 性质均匀一致的部分为相 特点：a)相间有物理界面 b)体系可以是单相或多相 用“Φ”表示体系的相
2 1. 基本概念 1）相Φ 定义：体系中宏观物理性质（T，P）和化学 性质均匀一致的部分为相 特点：a）相间有物理界面 b）体系可以是单相或多相 用“Φ”表示体系的相 强调：只能给出相平衡的具体数值，而不能 给出自由度是多少，有哪些相 但有助于从实验数据中正确绘制相图 1876 年美国数学家 Gibbs 推导的
气体：无论几种气体混合，都是一相 液体：相溶为一相，不相溶为2或多相 乙醇水溶液，水+苯 固体：若不生成固溶体，有多少种物质， 就有多少相 面粉+白糖 2)7 相变化：物质从一相迁移到另一相的变化 3)相平衡： 相变化中，物质宏观上停止迁移 为体系自由能最低时，△G=0
3 气体：无论几种气体混合，都是一相 液体：相溶为一相，不相溶为 2 或多相 乙醇水溶液，水+苯 固体：若不生成固溶体，有多少种物质， 就有多少相 面粉+白糖 2）相变化：物质从一相迁移到另一相的变化 3）相平衡: 相变化中,物质宏观上停止迁移 为体系自由能最低时，ΔG=0
相平衡条件：4g=48 B物质在每相中的化学势相等 同时，Ta=TBPa=PB 4)相图： 由实验数据表示相平衡关系的几何图形 表示体系的状态与T,P,X的关系 5)组分数K 物种数：体系中物质的数量，“S”表示 H20(1)→H20(g)S=1 N2(g)+3H2(g)→2NH(g) S=3
4 相平衡条件： B B 4）相图： 由实验数据表示相平衡关系的几何图形 5）组分数 K 物种数：体系中物质的数量， “S”表示 B 物质在每相中的化学势相等 同时，T α=Tβ P α=Pβ 表示体系的状态与 T，P，X 的关系 H2O（l）→H2O（g） S=1 N2（g）+3H2（g）→2NH3（g） S=3
组分数：表示体系各相组成的最少物种数， 称独立组分数，“K”表示 K-S-R-R' R:化学平衡数R':浓度限制条件 6)自由度 f 自由度：指确定体系状态的独立强度变量的 数目，“”表示 说明：a)在一定范围内，任意改变f不会使 Φ改变 b)f确定了，体系的状态就确定了 c)若产生新相或旧相消失，f就改变了
5 6）自由度 f 自由度：指确定体系状态的独立强度变量的 数目, “f”表示 说明：a）在一定范围内，任意改变 f 不会使 Φ改变 b）f 确定了，体系的状态就确定了 c）若产生新相或旧相消失，f 就改变了 表示体系各相组成的最少物种数， 称独立组分数, “K”表示 组分数： K=S-R-R' R:化学平衡数 R':浓度限制条件