Chương IV LÝ THUYẾT CÂN BẰNG PHA CÂN BẰNG PHA TRONG HỆ CẤU TỬ IV.1 Các khái niệm chung IV.2 Cân pha hệ cấu tử IV.3 Các giản đồ hệ cấu tử : nước, lưu huỳnh CÂN BẰNG PHA Ví dụ thực tế Sự chuyển pha Tên q trình Sấy khơ Lỏng  Hơi Bay Đọng sương Băng tan Hơi  Lỏng Rắn  Lỏng Ngưng tụ Nóng chảy Kết tinh đường từ nước mía Lỏng  Rắn Đơng đặc (Kết tinh) Thăng hoa Iod Rắn  Hơi Thăng hoa 10/15/23 607010 - Chương IV.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 10/15/23 607010 - Chương V.1.1 Các khái niệm: pha, hợp phần, cấu tử, bậc tự Pha số số pha pha ff Pha  Pha toàn phần đồng thể hệ nằm trạng thái CB có thông số nhiệt động  Các pha hệ phân chia bề mặt phân chia pha Nước đá Nước Hơi Nước đá Nước Hệ pha f=1 Hệ hai pha f=2 Nước Hệ ba pha f=3 Hệ đồng đồng thể thể Hệ - Chỉ gồm pha - Khơng có bề mặt phân chia pha Hệ dị dị thể thể Hệ Có nhiều pha - Có bề mặt phân chia pha - Nước đá Nước Nước đá Nước Hệ đồng thể f=1 10/15/23 Hơi Nước Hệ dị thể f >1 607010 - Chương Hợp phần phần Hợp Số hợp hợp phần phần rr Số  Là chất hợp thành hệ  Mỗi hợp phần tách riêng tồn độc lập hệ Số cấu cấu tử tử kk Số Tổng số hợp Số tối thiểu phần hệ hợp phần đủ để tạo hệ qq Số phương trình độc lập liên hệ nồng độ hợp phần cân k=r–q 10/15/23 607010 - Chương Ví dụ: 2SO3 (k) = SO2 (k) + O2 (k) Tính số cấu tử hệ cân bằng: rr == 33 qq == 11 ::Kc 2 C SO const  kk == rr –– qq == 33 –– 11 == 22  rr == 33 Nếu ban đầu có khí SO3:  C SO CO2 qq == 22 ::Kc  C SO CO2 2 C SO const =2C 2CO2O2 CCSO2 SO2=  kk == rr –– qq == 33 –– 22 == 11  10/15/23 607010 - Chương Bậc tự tự do C C Bậc  Là số tối thiểu thông số cần thiết để xác định trạng thái cân hệ C = (thông số trạng thái) – (phương trình liên hệ) Có loại thơng số  Thơng số thành phần: Ci hay xi  Thông số bên ngồi: T, P, V … Ví dụ: Đối với chất khí khí lý tưởng: - thơng số trạng thái: T, V, P, n C=4–1=3 - phương trình liên hệ: PV = nRT 10/15/23 607010 - Chương IV.1.2 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG PHA VÀ QUY TẮC PHA GIBBS Quy luật chung: Các trình nhiệt động nói chung q trình dị thể nói riêng xảy theo hướng san thông số cường độ Xét hệ dị thể gồm: k cấu tử, phân bố f pha Khi hệ đạt cân thỏa ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG PHA Cân bằng nhiệt nhiệt độ: độ: Cân T = T  = T  = … = T f Cân bằng cơ học: học: Cân P = P  = P  = … = P f Cân bằng hóa hóa học: học: Cân 1 = 1 = 1 = … = 1f 10/15/23 2 = 2 = 2 = … = 2f …… == = … = f 607010 - Chương Ví dụ: Trong khơng khí, xét áp suất riêng phần nước nước lỏng nước đá nhiệt độ: Ở OoC: PH2Olỏng = PH2Orắn = 4,579 mmHg  Hệ đạt cân Ở – 5oC: PH2Olỏng = 3,158 mmHg PH2Orắn = 3,008 mmHg  Hệ không cân bằng: nước lỏng chậm đông tự chuyển thành nước đá (lỏng  rắn) 10/15/23 607010 - Chương 10