химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

енциал функции F—f{V, Г, пг, п2...), отсюда

Ъ={т?г)у.т./п (V'6>

т. е. коэффициент рх является_ч_астной производной изохорного потенциала по массе /-тоТо компонента при постоянстве объема и температуры системы и маес остальных компонентов (индекс \п).

Величины \ij называются химическими потенциалами.

Выражение для полного дифференциала изобарного потенциала получаем, сочетая уравнения (V, 4) и (IV, 156):

dG — Vdp — SdT -\-T>\xtdnt (V, 7>

где

drii j p, T, in

Из определения химического потенциала как частной производной F и G вытекает следующее. Если при постоянной температуре к бесконечно большому количеству раствора* определенного состава (т. е. с определенными концентрациями компонентов) добавить один моль какого-нибудь одного компонента, то химический потенциал будет равен приросту изобарного потенциала в том случае, когда р=const, или приросту изохорного потенциала в том случае, когда V—const.

Химический потенциал можно также выразить как частную производную внутренней энергии из уравнения (V, 4) или как частную производную энтальпии из аналогичного выражения для полного дифференциала энтальпии:

Ш = Vdp — Т dS + Е ji, dn{ (V, 8)**

Все эти частные производные равны между собой:

=(«Ц =Ш = (М (V,9)

rt \ dnt jv, s,/п \ д/i,-/р, s,/п \дщ1у,т,/п \dni]p,T,/n v '

т. е. химический потенциал компонента раствора данного состава при данных р и Т имеет определенное числовое значение, хотя и неизвестное по абсолютной величине***.

При постоянных р и Т уравнение (V, 7) приобретает вид:

dG = Eiit dnt (V, 10)

Функция G~f(nlt п2, ...) обладает следующим свойством: если массы всех компонентов системы возрастают в одно и то же число раз, то и изобарный потенциал системы возрастает в то же число раз. Действительно, увеличение массы всех компонентов раствора (при постоянных р и 7*), например, в"два раза идентич* Только в этом случае добавление в раствор одного моля компонента не изменит состава (концентраций компонентов) раствора.

** Все рассмотренные уравнения применимы ко всей системе в целом и к каждой фазе переменного состава—раствору—в отдельности.

*** В общем случае термодинамические потенциалы являются функциями ие только давления, температуры и масс компонентов, но и других переменных (поверхности фаз системы s электрического заряда ? и т. д.), в соответствии с теми видами работы, которые могут проявиться при изменениях системы [см. уравнение (I, 24), стр. 42].

В этих случаях определение химического потенциала дополняется условием постоянства независимых переменных для различных видов работы, и выражение (V, 9) принимает вид

л-(яг) но увеличению массы всего раствора в два раза без изменения его состава. Очевидно, что величина G—U—T§+pV возрастает также в два раза (U, S и V возрастают пропорционально массе).

Таким образом, интегрируя уравнение (V, 10) при постоянных отношениях между массами (постоянный состав раствора), получим:

С = (V, 11)

При указанных условиях величины ^остаются постоянными в процессе нарастания массы, т. е. (при постоянных р и Т) они зависят только от состава раствора, а не от абсолютных масс компонентов и являются факторами интенсивности.

Изложенное выше позволяет определить химический потенциал компонента как изобарный потенциал системы (или фазы), приходящийся на один моль компонента.

Дифференцируя уравнение (V, 11), получим:

dG — пх d[i1 -f п2d\i2 + • ? • 4- nt d^i 4- |ххdnx 4- р2 &Ч Л— 4-Pidnt== ? Правые части этого уравнения и уравнения (V, 10), очевидно, равны, поэтому (при р, Т= const)

Лп^ = 0 (V, 12)

Для бинарного раствора или

Уравнения (V, 12) и (V, 13) называются уравнениями Гиббса— Дюгема; они имеют большое значение в термодинамике растворов*.

Выведем важное соотношение между химическими потенциалами компонента, входящего в состав нескольких фаз гетерогенной системы.

* Исходным положением для вывода уравнений (V, 12) и (V, 13) служило утверждение, что функция G пропорциональна массе системы, если состав ее постоянен. Это утверждение вытекает из опыта как достаточно точное для макроскопических систем с мало развитой поверхностью раздела между фазами. Оно не является обязательным следствием двух законов термодинамики.

Переход массы dni компонента из одной фазы (I) в другую (II) при равновесии и постоянных давлении и температуре обусловливает изменение изобарного потенциала dG системы, которое складывается из изменений изобарных потенциалов dG' и dG" обеих фаз:

dG « dG" -V dG' = dn'l + [i-dti-так как dn] =—dnl и при условии равновесия dG = 0, то

dn; + u.;^; = dn\ — = (tf—- о

или

И?—— 0; |i? = ii; (V, 14)

Очевидно, данный вывод можно распространить на третью и так далее фазы. Таким образом, химические потенциалы данного компонента во всех фазах системы, находящейся в равновесии, равны между собой.

При отсутствии равновесия, в соответствии с уравнением (IV, 17)

<ю=(р;- — р;ж<о

Отсюда следует, что если р,"—^/>0 (р/>|*/

страница 66
< 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
гироскутер иркутск купить
ac/dc диммируемые источники напряжения 12v в москве
Блюдо круглое, 31 см
смесительный узел rosenberg

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
(27.03.2017)