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,p外还必须指定ΦK-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: u(α)= μ;(β)=.… u() 则每个组分有(Φ-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)= K@-Φ + 2 - KΦ+Kf=K-Φ+2
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,p外 还必须指定Φ(K–1)个浓度。 f = Φ(K–1) + 2 f = K – Φ + 2 根据相平衡条件,每个组分在各相中的化学势相 等: i () = i () = . i (Φ) 则每个组分有(Φ–1) 个等式,K个组分则共有K(Φ–1)个等式。 – K(Φ–1) = KΦ–Φ + 2 – KΦ+K
注意:1)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-Φ+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;则n=1或0。C.若系统指定温度或/和压力,!
注意: 1) 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– Φ + 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
例2说明下列平衡系统的自由度数f=?1)25℃,pe下,与NaCl(ag)和NaCI(s)平衡共存2)(s)与I2(g)平衡共存3)开始时用任意量的HCI(g)和NHs(g)组成系统反应HCI(g)+NHs(g) 台 NH,CI(s) 达平衡解:1)K=2,Φ=2,指定25℃,pe,::f-2-2+0=0(饱和浓度为定值)2) K=-1, Φ =2, :: f= 1- 2 + 2 = 1 (p 0r T)3) K=2, Φ =2(g,s), .: f = 2 - 2 + 2 = 2(T,p或T,某气体浓度)
例2 说明下列平衡系统的自由度数 f =? 1)25℃,py下,与NaCl(aq)和NaCl(s)平衡共存 2)I2 (s)与I2 (g)平衡共存 3)开始时用任意量的HCl(g)和NH3 (g)组成系统, 反应 HCl(g)+NH3 (g) NH4Cl(s) 达平衡 解:1) K=2, Φ =2, 指定25℃,py , f=2–2+0=0 (饱和浓度为定值) 2) K=1, Φ =2, f = 1– 2 + 2 = 1 (p or T) 3) K=2, Φ =2(g,s),f = 2 – 2 + 2 = 2 (T, p或T,某气体浓度)
例1Na,CO,有三种含水盐:Na,CO3:H,0, Na,C03:7H,0, Na,C03.10H,0(1)pe下,与Na,CO3(aq)和冰共存的含水盐最多有几种?(2)30℃时,可与水蒸气共存的含水盐最多有几种?解:系统由NaCO,和H,O构成,K=21)指定pe,f=2-Φ+1=3-Φ, 当f=0,Φ=3:.Φ最多为3,与Na,CO3(ag)和冰(s)与共存的盐只有一种2)指定30℃,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
例1 Na2CO3有三种含水盐: Na2CO3 H2O, Na2CO3 7H2O, Na2CO3 10H2O (1)py下,与Na2CO3 (aq)和冰共存的含水盐最多有几种? (2)30℃时,可与水蒸气共存的含水盐最多有几种? 解:系统由Na2CO3和H2O构成, K=2 1) 指定py , f = 2 – Φ + 1= 3 – Φ , 当f = 0, Φ = 3 Φ最多为3,与Na2CO3 (aq)和冰(s)与共存的盐只有一种 2) 指定30℃, 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
(1)单组分系统单组分 K=1相律:f=1-Φ+2=3-ΦΦ=1 (单相):f=2,(T,p)Φ=2(两相平衡)::f=1(Torp)sglgΦ=3(三相平衡)::f=0g
(一)单组分系统 单组分 K=1 相律:f = 1– Φ + 2 = 3 – Φ Φ =1 (单相)f =2, (T, p) Φ =2(两相平衡)f =1(T or p) Φ =3(三相平衡)f =0 s l l g s g s l g