химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

свойств. Можно показать, что это отклонение должно иметь определенный знак: теплота при смешении должна поглощаться, а давление насыщенного пара увеличиваться по сравнению с идеальным случаем. С принятой здесь при первоначальном рассмотрении упрощенной точки зрения равенство внутренних давлений является необходимым, но недостаточным условием образования раствора с указанными простейшими свойствами. Поэтому даже при равенстве внутренних давлений компонентов свойства растворов не обязательно являются простейшими.

Отклонения от простейших свойств обусловливает, например, полярность молекул. В растворах полярных молекул происходят явления ассоциации и сольватации, в результате которых свойства раствора становятся более сложными. Отклонения свойств раствора от простейших вызываются также химическим взаимодействием компонентов раствора. Око обычно сопровождается выделением теплоты и уменьшением вероятности перехода в газовую фазу молекул компонента, частично связанных в более сложные соединения.

Для понимания сложной суммарной природы раствора, обусловленной совокупностью разнообразных взаимодействий между молекулами, необходимо изучение многих различных свойств раствора, в частности теплот образования растворов и давлений насыщенного пара.

В настоящем курсе основное внимание будет уделено термодинамике растворов, которая в своей общей форме не зависит от сведений о молекулярной структуре растворов и о молекулярных взаимодействиях. В конце раздела даны очень краткие сведения о молекулярных моделях некоторых простейших классов растворов и некоторые результаты статистической теории этих растворов.

§ 5. Термодинамика многокомпонентных систем. Химические потенциалы

Раствор образуется из составляющих его компонентов самопроизвольно, поэтому его образование при постоянных температуре и давлении связано с уменьшением изобарного потенциала G системы.

Величина изобарного потенциала одного моля раствора G зависит от состава раствора. На рис. V, 5 схематически показана такая зависимость для бинарного раствора, состоящего из двух жидких компонентов А и В, смешивающихся во всех отношениях. Эта зависимость изображается кривой GAGGB, выпуклой вниз на всем протяжении. Любая точка G этой кривой лежит ниже точки G' на прямой GAGQt которая отвечает изобарному потенциалу системы, состоящей из компонентов А и В, взятых в тех же количествах, что и в растворе, но не смешанных друг с другом.

Рис. V, 5. Изобарный потенциал бинарного раствора.

Если при данной температуре один из компонентов, например компонент В, находится в твердом (кристаллическом) состоянии, то он

будет растворяться в жидкости А до тех пор, пока не образуется насыщенный раствор, в котором мольная доля компонента В равна х. Изменение изобарного потенциала раствора с изменением его состава в этом случае изображается участком GAGGX кривой, показанной на рис. V, 5. Точка Gx отвечает изобарному потенциалу насыщенного раствора. При добавлении твердого компонента В к насыщенному раствору дальнейшего растворения его не происходит и система состоит из двух фаз—насыщенного раствора и кристаллов компонента В. Зависимость изобарного потенциала этой системы от состава изображается прямой GXGB7T, причем GB, т—это изобарный потенциал чистого твердого компонента В.

Значениям изобарных потенциалов растворов, в которых мольная доля твердого компонента В больше величины х (пересыщенные растворы), отвечает участок кривой GXGB. Эти значения изобарных потенциалов больше значений соответствующих прямой GXGB, т. Поэтому пересыщенные растворы неустойчивы. Из них самопроизвольно выкристаллизовывается часть твердого компонента В, причем его мольная доля в растворе уменьшается до величины х—концентрации насыщенного раствора. Таким образом,, концентрация насыщенного раствора определяется точкой касания кривой GAGGQ с прямой, проходящей через точку

GB, ТИз сказанного следует, что величина изобарного потенциала G произвольной массы раствора является функцией не только давления и температуры, но и функцией суммарной массы и состава раствора, т. е. количества (массы) каждого из компонентез раствора. Это относится ко всем термодинамическим потенциалам и другим экстенсивным свойствам системы, т. е. свойствам, пропорциональным массе раствора.

Рассмотрим количественную связь термодинамических потенциалов раствора с его составом.

Внутренняя энергия раствора изменяется при поглощении или выделении теплоты, совершении работы и при изменении масс компонентов, поэтому выражение (I, 2) первого закона термодинамики следует расширить:

dU = SQ — ЬЛ + -f ptdn2 + • • • (V, 3)

или для равновесного процесса при наличии только работы расширения:

dU ^TdS — pdv + V^dn^ (V,4)

Здесь nlf п2... nt—массы компонентов раствора, выраженные числом молей; рх, ц2, ...\it—коэффициенты пропорциональности между dU и dnif смысл которых раскрывается ниже.

Из уравнения (V, 4) и уравнения (IV, 5) dF~dU—TdS—SdT получаем:

dF = — pdV — SdT + E^d/if ' (V, 5>

Это выражение есть полный диффер

страница 65
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
обучение системному администрированию в москве
акустическая стереосистема для дома
zwilling.ru
занавеска на гос номер

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)