相律,杠杆规则
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第六章 相平衡
描述相平衡下相态与温度、压力、组成等关系的图形称为相图。系统的分离、提纯与系统的相态密切相关。
1.相律
自由度数
能够维持系统原有的相数而可以独立改变的变量称为自由度,其变量数目为自由度数,用F表示。
组分数C = 物质的数目S - 独立的化学反应式数–独立的其他限制条件数
相律:独立变量(称为自由度)f 与相数P、系统组分数C的关系
f = C+ 2 - P
(1) 相律仅适用于相平衡系统,且适用于整个系统,也即系统一定,相律式一定。
(2) 在组分数的计算式 C=S-R-R’ 中,R是指独立存在的化学平衡数,若其中一个反应可由其它反应组合得到,则不是独立的。
(3) 在组分数的计算式 C=S-R-R’ 中,其它浓度限制条件R’通常是反应产生的产物符合一定比例(仅对同相有效,通常指气相,固相一般不考虑)或者人为指定而引起的个数。
(4) 相律F = C-P + 2式中的2表示系统的温度和压力对相平衡的影响。当温度或压力之一固定不变(即指定)时,只有一个强度量可变(压力或温度),相律计算式变为F = C-P + 1。
(5) 当系统的状态受到有n个强度性质影响时,相律变为F = C-P + n。例如半透膜系统,因为膜两边的压力不同,加上温度共有三个强度性质,故相律应写为F = C-P + 3,这时膜两边的相态也不同。

