Гиббсты фазалар ережесі

ДРІС. Фазалы тепе-тедіктер.

7.1 Физика-химиялы анализ (ФХА). Физика-химиялы анализді дамуы Н.С. Курнаковты есімімен байланысты. Бл діс – крделі системалардаы ртрлі параметрлер арасындаы дл аналитикалы туелділікті анытау те иын жадайда крделі системаларды зерттеу дісі. Физика-химиялы анализ тепе-тедіктегі системаны асиеттеріні рамына жне болу шарттарына эксперименталды туелділікті зерттеп жне алынан туелділікті графиктік трде салуа негізделген. Сырты жадайларды зіліссіз згерісі системаны асиеттеріні зіліссіз згеруіне келеді. Системада фазалар саны згергенде ана кейбір асиеттері ырып згереді. Бл згерістер кй диаграммасында максимум, минимум, исаю, сыну нктелерімен т.б. крінеді. Ерітіндіні немесе балыманы компоненттеріні арасындаы рекеттесу немесе рекеттеспеу рам-асиет диаграммасынан айын крінеді. Сонымен, физика-химиялы анализді негізгі масаты рам-асиет диаграммасыны геометриялы формасымен фазаларды саныны, химиялы табиатыны жне фазаларды болу шекарасыны жне т.б. арасындаы байланысты анытау болып табылады.

Кй диаграммасын трызу шін олданылатын дістерге: ерігіштік дісі, термиялы анализ, микроструктура анытау т.б. жатады.

Термиялы анализ – сйы жне атты денелерді арасындаы тепе-тедік температурасын анытауа негізделген. Негізгі дістері: 1) визуалды: млдір ерітіндіде кристалдарды пайда болу (немесе жоалу) температурасы белгіленеді. 2) суыту немесе ыздыру исытарын трызу. 2-дісте термометр немесе термопараны кмегімен аз уаыт аралытарында зіліссіз суытып (ыздырып)

отыран системаны температура-сын лшеп отырады. Алдын-ала ыздырылан денені (мысалы мыс кесегі) біралыпты суытылатын жадайда орналастырып, темпера-турасын лшеп отырамыз. Алынан мліметтерді температура-уаыт диаграммасына салу арылы біралыпты исы (7.3-сурет) алды

7.3-сурет Фазалы 7.4-сурет. Фазалы

згерісі бар суыту згеріссіз суыту

исыы исыы

делік. Бл суытанда фазалы згеріс болмаанын крсетеді. Егер бл температура облысында фазалы згеріс болса, исыты трі млдем басаша болады (7.4-сурет). Мысалы суды суытанда температураны біркелкі тмендеуі 0⁰С –а дейін ана болады (Р=1атм.). Бл температурада су мза айналады. Су атанда блінетін жылу суыту кезіндегі жылу жоалтуды компенсирлейді де су мза толы айналанша температура траты болып алады. Тек содан кейін ана ары арай суыту температураны тмендетеді.

Фазалар ережесіне сйкес екі фазаны арасында (атты жне сйы) таралан таза затты траты ысымда бірде еркіндік дрежесі жо, яни кристалдану траты температурада теді. Температураны уаыт бойынша згеруі суыту исытары деп аталады. Керісінше процесте (яни системаны ыздыранда) – ыздыру исытары деп аталады. Суыту немесе ыздыру исытарын аланда сырты ысым траты саталады. Термиялы анализ (суыту жне ыздыру исытарын алу) - физика-химиялы анализді лістеріні бірі

Гиббсты фазалар ережесі

Бір фазадан тратын жйені гомогенді жйе дейді. Мысалы: газдар оспасы, аныпаан ерітінді, таза зат кристалдары, кміс пен алтынны балымасы. Шекарамен блінген бірнеше фазадан тратын жйені гетерогендіжйе дейді.

Мысалы: екі кристалды затты оспасы, тзды судаы аныан ерітіндісі, бір-бірімен араласпайтын екі сйы, су мен сулы бу.

Фаза деп жйені баса бліктерінен шекарамен блінген жйені бір блігінайтады. Фазаны кез-келген нктесінде физикалы жне химиялы асиеттері бірдей болады. Жйені крайтын заттар компоненттер деп аталады. Жйеден блек зінше де мір сре алатын жеке химиялы заттарды туелсіз компоненттердеп атайды. Туелсіз компоненттер саны – жйе рам бліктері мен оларды арасында орын алатын реакциялар санынына айырымына те.

Еркіндік дреже саны деп жйедегі кейбір параметрлерді (Р, Т, концентрациялар жне т.б.) фазалы тепе-тедікті бзбай (фазалар санын) еркін згерту ммкіншіліктіайтады, С деп белгілейді. Еркіндік дреже саны (С) компоненттер саны (К)жне фазалар саны (Ф) арасындаы математикалы байланысты крсетеді:

C = K - Ф +n (7.1)

n – жйені физикалы кйіне сер крсететін факторлар саны (Р, Т, электрлік, магниттік жазытар жне т.б.).

Конденсирленген жйелер шін тек тек ана Р жне Т сер етеді деп саналады, сондытан

С = К - Ф + 2 (7. 2)

Бл ережені Гиббс ережесі дейді: жйені еркіндік дреже саны компоненттер санынан фазалар санын алып тастап, айырымына екіні осана те.Еркіндік дреже санына байланысты жйелер инвариантты

(С =0), моновариантты (С = 1), дивариантты (С = 2) болады.