Xét một hệ dị thể bao gồm nhiều cấu tử và nhiều pha nằm cân bằngvới nhau.. Điều kiện cân bằng nhiệt: ở cân bằng, nhiệt độ của tất cả các pha phải bằng nhau 2.. Điều kiện cân bằng hóa học
Trang 1LÝ THUYẾT
CÂN BẰNG PHA
5
Trang 2Xét một hệ dị thể bao gồm nhiều cấu tử và nhiều pha nằm cân bằngvới nhau Hệ sẽ tồn tại cân bằng pha với 3 điều kiện cân bằng sau:
1 Điều kiện cân bằng nhiệt: ở cân bằng, nhiệt độ của tất cả các pha
phải bằng nhau
2 Điều kiện cân bằng cơ học: ở cân bằng, áp suất tác dụng lên tất cả
các pha bằng nhau
3 Điều kiện cân bằng hóa học: ở cân bằng, hóa thế của mỗi cấu tử
trong tất cả các pha phải bằng nhau
Trang 4Quy tắc pha Gibbs là một quy tắc tổng quát nhất áp dụng cho mọicân bằng pha, nó cho phép xét định tính các mối quan hệ của nhữngthông số nhiệt động trong các hệ cân bằng dị thể và từ đó tìm ra các mốiquan hệ định lượng giữa các thông số này
c = tổng thông số trạng thái – tổng phương trình liên hệ
Trang 5Tìm số hợp phần, số cấu tử, số pha và độ tự do của các hệ sau:
1 Hơi rượu nguyên chất
2 Benzen lỏng nằm cân bằng với hơi của nó
3 Dung dịch A bão hòa trong B nằm cân bằng với A rắn ở áp suất
không đổi
4 Dung dịch A và B nằm cân bằng với hơi của chúng ở áp suất không
đổi
5 Dung dịch 2 chất tan NaCl và KCl trong nước nằm cân bằng với
muối NaCl rắn ở P = const
6 Dung dịch 2 chất tan NaCl và KCl trong nước nằm cân bằng với 2
muối rắn NaCl và KCl ở P = const
Trang 6Biết 2 kg hỗn hợp phenol – nước với 40% khối lượng phenol bị phânthành hai pha Pha thứ nhất chứa 70% khối lượng phenol và pha thứ haichứa 8% khối lượng phenol Xác định khối lượng mỗi pha.
Trang 7Lấy 200 gam hỗn hợp 3 chất lỏng A, B và C Biết rằng hỗn hợp chứa20% khối lượng A và khi cân bằng nó tách thành 2 lớp:
- Lớp thứ nhất có khối lượng 60 gam, chứa 50% A và 20% B
- Lớp thứ hai có chứa 80% B
Hãy xác định thành phần của các trong cấu tử trong từng lớp
Trang 8Giản đồ pha còn được gọi là biểu đồ trạng thái là biểu đồ mô tả sựphụ thuộc giữa các thông số trạng thái của một hệ nằm trong cân bằngpha.
Giản đồ pha thường bao gồm các đường, các mặt và các vùng
- Các đường dùng để mô tả sự phụ thuộc của 2 thông số nhiệt động
- Các mặt trong không gian 3 chiều mô tả sự phụ thuộc của 3 thông số
nhiệt động
- Các vùng trên giản đồ mô tả những hệ có số lượng và dạng các phaxác định nằm cân bằng nhau Các vùng thường được phân chia thànhvùng đồng thể và vùng dị thể
Trang 9- Đối với các thông số nhiệt độ, áp suất hay thể tích: biểu diễn thôngthường trên trục số Nếu khoảng giá trị quá rộng có thể biểu diễnchúng dưới dạng nghịch đảo hoặc loragit
- Biễu diễn thành phần 2 cấu tử: sử dụng phần mol hoặc phần trămkhối lượng Để biểu diễn ta dùng một thẳng chia đều 100 phần bằngnhau Khi điểm biểu diễn của hệ càng gần phía cầu tử nào thì phầntrăm của nó càng cao
- Biểu diễn thành phần 3 cấu tử: sử dụng giản đồ tam giác
Trang 10tam giác đến cạnh đối diện
thể hiện phần trăm của cấu
Trang 11B C
hỗn hợp M trong đồ thị
N M K
Trang 14B C
M N
K
L
Trang 15Quy tắc liên tục:
Các đường hoặc các mặttrên giản đồ pha biểu diễn sự
phụ thuộc giữa các thông số
nhiệt động của hệ sẽ liên tục
nếu trong hệ không xảy ra sự
biến đổi chất, sự thay đổi số pha
hoặc dạng các pha
P
V
Trang 16Quy tắc đường thẳng liên hợp:
Trong điều kiện đẳng nhiệt và
đẳng áp, nếu một hệ được phân
thành 2 hệ con (hoặc tạo thành từ 2
hệ con) thì điểm biểu diễn của 3 hệ
này nằm trên một đường thẳng gọi
Trang 17Quy tắc đòn bẫy
H2
H
Nếu có 3 hệ liên hợp H, H1 và
H2 thì lượng tương đối của chúng
được tính toán theo quy tắc đòn bẫy
H1
Lượng hệ 2 = H H1
H = H1+ H2
Trang 18hợp M với B nguyên chất theo tỉ
lệ 2:1
M
Trang 19Lấy 200 gam hỗn hợp 3 chất lỏng A, B và C Biết rằng hỗn hợp chứa20% khối lượng A và khi cân bằng nó tách thành 2 lớp:
- Lớp thứ nhất có khối lượng 60 gam, chứa 50% A và 20% B
- Lớp thứ hai có chứa 80% B
Hãy xác định vị trí điểm biểu diễn của lớp thứ nhất, lớp thứ hai và vịtrí của hệ 3 cấu tử trên giản đồ tam giác đều từ đó xác định thành phầncác cấu tử trong mỗi lớp
Trang 20Quy tắc khối tâm
Nếu một hệ gồm n hệ con thì điểm biểu diễn của nó phải nằm ở khốitâm vật lý của đa giác có đỉnh là các điểm biểu diễn của n hệ con
Trang 21Một hệ H gồm 3 cấu tử A, B và C có khối lượng là 100 gam Hệ Hđược phân thành 3 pha có các thành phần tương ứng như sau.
Trang 22ENDEND