Файл: Насыщенный водный раствор NaCl с кристаллами NaCl.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.12.2023

Просмотров: 47

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Определить число независимых компонентов, число фаз (указать, какие) и рассчитать число степеней свободы (вариантность) в системе при заданных внешних условиях (таблица).

Таблица

Вариант

Система

Условия

1

Насыщенный водный раствор NaCl с кристаллами NaCl

Т = 298 К

2

Смесь веществ: CaCO3(к), CaO(к), CO2(г)

Т = 298 К

3

Смесь веществ: NH3(г), HCl(г), NH4Cl(к)




4

Насыщенный водный раствор CaSO4 и CaSO4 (к)




5

Ацетон при температуре кипения

р = 1,01∙105 Па

6

Смесь газов: H2, O2, H2O (г)

Т = 298 К

7

Вода в жидком, кристаллическом и парообразном состоянии




8

Насыщенный водный раствор KCl с кристаллами KCl

Р = 1,01∙105 Па

9

Смесь газов: Н2, Cl2, HCl




10

Водный раствор сульфата меди, лед, пары воды

Р = 1,01∙105 Па

11

С (графит) ↔ С (алмаз)




12

С2Н5ОН при температуре кипения

Р = 1,01∙105 Па

13

Насыщенный водный раствор сахара с кристаллами сахара




14

S(ромб.) ↔ S(монокл.) ↔ S(п)




15

Насыщенный водный раствор Na2CO3, K2CO3 с кристаллами Na2CO3, K2CO3

Р = 1,01 105 Па

16

Смесь веществ: Ne(г), N2(г), Ar(г)

Т = 298 К

17

Насыщенный водный раствор Fe2(SO4)3 с кристаллами Fe2(SO4)3

Р = 1,01 105 Па

18

Смесь веществ: MgO (к), MgCO3(к), CO2(г)




19

Водный раствор NaCl, лед, пары воды

Т = 273 К

20

Смесь веществ: AlCl3(к), FeCl2(к), Cl2(г)

Р = 1,01 105 Па

21

Насыщенный водный раствор NaCl, HCl с кристаллами NaCl, газом HCl и парами воды




22

Вода при температуре кипения

Р = 1,01 105 Па

23

Водный раствор хлорида магния с кристаллами льда и парами воды




24

S(ромб.) ↔ S(монокл.) ↔ S(ж)




25

Вода при температуре замерзания

Р = 1,01 105 Па



Примеры :

Задание

Определите число независимых компонентов, число фаз (укажите, какие) и число степеней свободы (вариантность) в системе при заданных внешних условиях.

Вариант 1

Система состоит из насыщенного водного раствора CuSO4 с кристаллами CuSO4 и раствора H2SO4 при заданном внешнем давлении Р = 1,01·105 Па.

Решение

Число степеней свободы (вариантность) С определяется по основному уравнению фазового равновесия (правилу Гиббса):

С = К – Ф + n,

где К – число независимых компонентов;

Ф – число фаз;

n – число переменных внешних параметров.

Для данной системы число переменных внешних параметров n = 1, т. к. давление постоянно (1,01·105 Па).

Общее число компонентов Кобщ = 3 (3 вещества: Н2О, CuSO4, H2SO4).

Так как химическое взаимодействие между этими компонентами отсутствует, то число независимых компонентов равно трем Кобщ = К = 3.

Число фаз Ф = 2 (ж - водный раствор; к - кристаллы CuSO4).

Рассчитываем число степеней свободы:

С = 3 – 2 + 1 = 2.

Так как число степеней свободы (вариантность) определяет число параметров, которые можно изменять независимо друг от друга без изменения природы и числа фаз, то в данной системе при Р = const, можно изменять одновременно температуру и состав системы.
Вариант 2

Система состоит из MgO(к), Н2О(г) и Mg(OH)2(к) при Т = 298 К.

Решение

Число внешних параметров n = 1, т. к. температура постоянна.

Общее число компонентов Кобщ = 3 (3 вещества: MgO, H2O, Mg(OH)2).

Между компонентами возможно химическое взаимодействие, которое выражается уравнением:

MgO(к) + Н2О(г) ⇄ Mg(OH)2(к),

поэтому число независимых компонентов меньше на число уравнений, связывающих компоненты:

К = 3 – 1 = 2.

Число фаз Ф = 3 (к(1) – кристаллы MgO, к(2) – кристаллы Mg(OH)2, г – пары Н2О).

Определяем число степеней свободы:

С = 2 – 3 + 1 = 0.

Система инвариантна, ничего нельзя изменять, чтобы она существовала в данном виде при Т = const.

Если температуру не задавать постоянной, а считать переменной величиной, то n = 2 и для этого варианта:

С = 2 – 3 + 2 = 1,

т. е. в системе появится одна степень свободы: можно изменять только один параметр: либо давление, либо температуру, либо состав системы (концентрацию воды).