Fazalar qoidasi. Faza, komponent va sistemaning erkinlik darajasi

Fazalar qoidasi. Faza, komponent va sistemaning erkinlik darajasi Ko'p fazali geterogen sistemalardagi muvozanatlarni xarakterlash uchun V.Gibbs 1873-1878-yillarda termodinamikaning I va II qonunlariga asoslanib, fazalar qoidasini taklif qildi. Sistemaning boshqa qismlaridan chegara sirtlar bilan ajraladigan va termodinamik xossalari bilan farq qiladigan qismi faza deb ataladi. Faza geterogen sistemaning bir moddadan yoki bir necha moddalar aralashmasidan iborat gomogen qismdir. Har bir sistema bir yoki bir necha moddadan iborat bo'lib, bu moddalar sistemaning tarkibiy qismlari deyiladi. Sistemaning tarkibiy qismlari kimyoviy jihatdan bir jinsli moddalar bo'lib, uzoq vaqt davomida alohida tura oladi. Sistemaning mustaqil tarkibiy qismlari komponentlar deb ataladi. Komponentlar oddiy va murakkab moddalar bo'lishi mumkin. Masalan: tuz va suv tarkibiy qism. Tuzning suvdagi eritmasi ikki komponentli sistema. Sistemada har qaysi fazaning kimyoviy tarkibini xarakterlash uchun yetarli bo'lgan modda xillarining eng kichik soni sistemaning mustaqil tarkibiy qismlari yoki komponent soni deb ataladi. Kimyoviy sistemadagi komponentlar sonini topish uchun sistemadagi tarkibiy qismlar sonidan shu sharoitda borayotgan kimyoviy reaksiyalar sonini ayirib tashlash kerak. Ma'lum bir sistemaning termodinamik holatini to'la xarakterlash uchun yetarli bo'lgan mustaqil o'zgaruvchilar soni sistemaning erkinlik darajasi deyiladi. Ma'lum chegarada ixtiyoriy o'zgartirish mumkin bo'lgan parametrlar soni sistemaning erkinlik darajasi sonidir. Fazalar qoidasi K komponentdan iborat sistemadagi fazalar soni Ф bilan sistemaning erkinlik darajasi F yigindisi sistemaning komponentlar soni - K plyus ikkiga teng, ya'ni Ф + F = K + 2 F - sistemaning erkinlik darajasi F = K - Ф + 2 Demak, murakkab sistemalarda erkinlik darajasini topish uchun komponentlar sonidan fazalar sonini ayirib, qoldiqqa ikkini qo'shish kerak. Bosim kam ta'sir etadigan kondensatlangan ya'ni qattiq va suyuq fazalardan iborat sistemalar uchun fazalar qoldig'i: F =K - Ф + 1. Muvozanatdagi sistemalar, komponentlar soniga qarab bir komponentli, ikki komponentli va hokazolarga bo'linadi. Bir komponentli sistemaga misol - suv. Bu sistema uch fazali: muz, suv, bug'. Fazalarning bir-biriga bu kabi aylanishida harorat va bosim orasidagi bog'lanish KLAUZIUS - KLAPEYRON tenglamasi bilan ifodalanadi. Bu yerda: Q - bir fazaning ikkinchi fazaga aylanish issiqligi, V2 - yuqoriroq haroratda barqaror bo'lgan fazaning hajmi, V1 - pastroq haroratda barqaror bo'lgan fazaning hajmi, T - bu ikki fazaning muvozanat harorati. Suyuq holatdagi metallarning bir jinsli aralashmasi yoki bu aralashmaning qotishidan hosil bo'lgan mahsulot qotishma deyiladi. Muayyan metallardan tayyorllangan barcha qotishmalar ichida eng past haroratda qotadigan qotishma evtektika deb ataladi. Endi ikki modda o'zaro qattiq eritma hosil qiladigan ya'ni suyuq holatda ham qattiq holatda ham bir-biriga cheksiz eriydigan hollarni ko'rib chiqamiz. Ikki modda o'zaro qattiq eritma hosil qilishi uchun bir moddaning ...