Фазовые равновесия в однокомпонентных системах

Лекции 9½-10. Фазовые переходы 1-го рода. Фаза, компонент, число степеней свободы. Правило фаз Гиббса (без вывода). Диаграмма фазовых равновесий для однокомпонентной системы. Характеристика полей и линий диаграммы. Тройная точка. Применение правила фаз Гиббса к однокомпонентной системе. Вывод и анализ уравнения Клапейрона-Клаузиуса. Зависимость температуры плавления от внешнего давления. Интегральные формы уравнения Клаузиуса-Клапейрона для процесса плавления-кристаллизации. Зависимость давления насыщенного пара над жидкой и твердой фазами от температуры. Интегральные формы уравнения Клаузиуса-Клапейрона для процессов испарения и возгонки. Определение координат тройной точки. Взаимосвязь энтальпий плавления, испарения и возгонки в тройной точке.

Применение уравнения Клапейрона-Клаузиуса для расчета изменения термодинамических функций при фазовых превращениях. Зависимость теплоты испарения от температуры. Критическая температура. Эмпирическое правило Трутона.

Общая характеристика термодинамических свойств раствора

Лекции 11-12. Классификация растворов. Способы выражения состава раствора, концентрация растворов. Парциальные молярные величины. Уравнения Гиббса-Дюгема (вывод и анализ). Методы определения парциальных молярных величин. Относительные парциальные молярные величины (парциальные молярные функции смешения) компонентов раствора. Интегральные термодинамические функции смещения при образовании растворов.

Идеальные (совершенные) растворы. Химический потенциал компонента идеального раствора. Термодинамические свойства идеальных растворов. Термодинамические функции смешения идеальных растворов, обоснование соответствующих уравнений. Равновесие "идеальный раствор-пар". Закон Рауля, термодинамическое обоснование. Графическая интерпретация закона Рауля.

Предельно разбавленные растворы (компоненты раствора неограниченно растворимы друг в друге). Закон Генри. Константа Генри. Уравнение химического потенциала для растворителя и растворенного вещества.

Лекции 13. Неидеальные (реальные) растворы. Зависимость давления насыщенного пара компонентов раствора от концентрации. Характер отклонений (положительные и отрицательные) от закона Рауля. Активность и коэффициент активности. Термодинамические функции смешения для неидеальных растворов. Стандартные состояния компонентов раствора. Симметричная и несимметричная системы сравнения. Коэффициент активности для симметричной системы стандартных состояний. Расчет активности и коэффициентов активности компонента раствора по зависимости давления его насыщенного пара над раствором.

Лекция 14-15½. Разбавленные растворы нелетучих веществ в летучих растворителях. Особенности их свойств. Коллигативные свойства растворов (понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором по сравнению с чистым растворителем, повышение температуры кипения и понижение температуры отвердевания растворов, осмотическое давление). Криоскопия. Повышение температуры кипения растворов, эбулиоскопия. Осмос, осмотическое давление. Обратный осмос.

Коллигативные свойства для растворов веществ, склонных к процессам диссоциации (электролитов) и ассоциации. Использование коллигативных свойств для определения молярной массы, степени диссоциации и ассоциации растворенного вещества. Изотонический коэффициент Вант-Гоффа.

Равновесие "жидкий раствор - насыщенный пар" в двухкомпонентных системах

Лекция 15½. - 16. Классификация растворов жидкостей в жидкостях. Растворы неограниченно смешивающихся друг в друге жидкостей. Идеальные растворы. Законы Рауля и Дальтона. Диаграммы "Р-Х", "Т-Х", "состав пара-состав жидкости" для идеальных растворов. Диаграммы "Р-Х", "Т-Х", "состав пара-состав жидкости" для неиальных растворов. Изменение вида диаграмм в зависимости от типа отклонений от закона Рауля. Законы Гиббса-Коновалова. Азеотропия. Правило рычага. Применение правила фаз к исследованию диаграмм состояния. Физико-химические основы разделения жидких смесей. Перегонка и ректификация.