263 [1024x768]

272 ROZTWORY I RÓWNOWAGI FAZOWE

Ścisła definicja fazy jest więc następująca:

Fazą nazywamy część układu jednorodną pod w/gjędcin fizycznym, oddzieloną od reszty układu fizyczną powierzchnią rozdziału, o takiej masie, aby mogły być zaniedbane fluktuacje składu ora/, energia napięcia powierzchniowego.

Drugim ważnym pojęciem w nauce o równowagach fazowych są tzw. składniki niezależne.

Składniki NU ZAl rżM

Pod pojęciem składników niezależnych rozumiemy te indywidua chemiczne, okładowe układu, których znajomość stężenia pozwala w sposób jednoznaczny opisać termodynamicznie układ. Liczba wszystkich indywiduów chemicznych, występujących w układzie przewyższa na ogół liczbę składników niezależnych. Jeżeli, np. rozpuścimy w wodzie kwas octowy, to uzyskamy układ składający się z wielu różnych indywiduów np. H₂0, HjO, OH“, CHjCOOH, CHjCOO^-, a także z. bardziej złożonych tworów, będących rezultatem hydratacji jonów. Stężenia jednak powstających zhydratowanych jonów są ściśle ze sobą powiązane poprzez stałe równowagi odpowiednich reakcji chemicznych. Jeżeli przez a oznaczymy liczbę składników niezależnych, a przez a liczbę wszystkich indywiduów chemicznych zawartych w układzie, to

a = a-q    (4.1)

gdzie q jest liczbą równań wiążących ze sobą stężenia poszczególnych indywiduów. Jest zupełnie przy tym obojętne, które indywidua będziemy rozpatrywać jako niezależne. Dla określenia liczby składników ich natura chemiczna nie ma znaczenia. Zazwyczaj jednak rozpatruje się jako składniki niezależne pierwotne związki chemiczne, które po zmieszaniu utworzyły układ.

Trzecim ważnym pojęciem w nauce o przemianach fazowych są stopnie swobody.

SlOPNII

swonom

Przez stopnie swobody rozumiemy te zmienne parametry opisujące układ, które możemy zmieniać (dobierając określone wartości pozostałych parametrów) bez naruszenia stanu równowagi fazowej. Zmiennymi parametrami, które opisują termodynamicznie jednoznacznie układ są stężenia składników we wszystkich fazach oraz ciśnienie i temperatura. Znajomość a—1 stężeń w danej fazie pozwala znaleźć stężenie pozostałego składnika.

ReguJa faz Gibbsa

Warunkiem równowagi termodynamicznej w układzie wielofazowym jest wyrównanie potencjałów chemicznych poszczególnych składników we wszystkich fazach. Można go zapisać za pomocą układu równań