1. Гиббстің фазалар ережесі.

Фаза (ф) - жүйенің басқа бөліктерінен бөліну бет арқылы бөлінген, барлық нүктелерінде химиялық құрамы мен физикалық қасиеттері бойынша бірдей жүйенің бір бөлігі.

Фазалық тепе теңдіктің белгілері:

• барлық фазаларда температураның теңдігі;

• барлық фазаларда компонент қысымының теңдігі;

• барлық фазаларда әрбір компоненттің химиялық потенциалының теңдігі.

Компонент (К) жүйенің құрамдас бөлігі болып табылатын жекеленген химиялық зат; жүйеден тәуелсіз бөлініп, жүйеден тыс бола алады.

Тәуелсіз компоненттер саны (К) - жүйедегі әрбір бөлек алынған фазаның құрамын сипаттауға көмектесетін жекеленген заттың ең кіші саны.

Компоненттер санын анықтауда қолданылатын негізгі ережелер:

• әрбір компонент басқа компоненттерге тәуелсіз өзгеріске түсе алады және тәуелсіз жүре алады;

• жүйенің кез келген құрамдас бөлігі компонент ретінде ескеріле бермейді;

• егер жүйедегі заттар бір бірімен әрекеттеспейтін болса, онда заттар саны компоненттер санына тең болады;

• химиялық әрекеттесулерде компоненттер саны жүйедегі заттар санынан тәуелсіз теңдеулер санына тең шамаға кем болады.

Еркіндік дәрежесінің саны (С) - жүйенің күйін толығынан сипаттау үшін берілетін термодинамикалық параметрлер саны; олардың өз бетінше өзгерісі жүйедегі фазалар санын өзгертпейді.

Жүйенің күйін сипаттау үшін керек болатын термодинамикалық параметрлер:

• сыртқы факторлар температура мен қысым (Т, р) ;

• ішкі факторлар концентрация (С).

Газдың күйін сипаттау үшін керек болатын термодинамикалық параметрлер:

• Т мен р

• p мен V

• V мен Т

Термодинамикалық жүйелердің еркіндік дәрежесінің саны бойынша классификациясы:

• инвариантты (С =0);

• моновариантты (С=1);

• бивариантты (С=2) және т.б.

Гиббстің фазалар ережесі

Тепе теңдіктегі термодинамикалық жүйеге сыртқы факторлардан тек температура мен қысым әсер ететін болса, термодинамикалық еркіндік дәрежесінің саны компоненттер санынан фазалар санын алып тастап, ә ні қосқанға тең болады.

С = К – Ф + 2

Фазалар ережесінің маңызы:

• қасиеттері берілген балқымаларды алу;

• күрделі қоспалардан тұзды бөліп алу;

• қажетті өнімді алу үшін шарттарды таңдау (Т, р, құрам) ;

• жаңа заттар қатарын ашу.

2. Клапейрон- Клаузиус теңдеуі және оның булану, балқу мен сублимация процестеріне қолданылуы.

Клапейрон- Клаузиус теңдеуі (фазалық ауысулардың барлық типтеріне) :

, мұндағы

_tr – заттың бір моліне қатысты алынған фазалық ауысудағы энтальпияның өзгерісі (фазалық ауысудың молярлық жылуы) ;

T_tr - фазалық ауысудың температурасы;

∆V - фазалық ауысудағы заттың молярлық көлемінің өзгерісі.

- фазалық ауысуға сәйкес температураның сыртқы қысымға тәуелді өзгерісі.

Балқу процесі үшін Клапейрон- Клаузиус теңдеуі:

dT ̸ dP = T_балқу( V_c – V_k) ̸ ∆H_балқу

Булану процесі үшін Клапейрон - Клаузиус теңдеуі:

dT ̸ dP = T_қайнау( V_б – V_с) ̸ ∆H_бул ; dT ̸ dP = ∆H_булP ̸ RT²_қайнау

Сублимация процесі үшін Клапейрон- Клаузиус теңдеуі:

dT ̸ dP = ∆H_сублP ̸ RT²_субл