Bir komponentli sistemalar va ularda fazabiy muvozanat. Klauzius-klayperon tenglamasi

BIR KOMPONENTLI SISTEMALAR VA ULARDA FAZABIY MUVOZANAT. KLAUZIUS-KLAYPERON TENGLAMASI.


REJA:
1. Bir komponentli sistemalar va ularda fazaviy muvozanat.
2.Klauzius – Klayperon tenglamasi.
3. Fazalaviy o`zgarishlarning temperaturaga bog`likligi.
4. Suvning xolat diagrammasi.


KIRISH
Ma'lumki, birdan ortiq fazasi bo’lgan sistema - geterogen sistema deb ataladi. Xo’sh, “faza” deganda nima nazarda tutiladi? Sistemaning boshqa qismlaridan chegara sirtlari bilan ajralgan, ulardan o’z termodinamik xossalari va kimyoviy tarkibi bilan farq qiladigan sistemaning bir jinsli qismiga faza deyiladi.
Suyuq va qattiq fazalar kondensirlangan fazalar deb ataladi. Birdan ortiq fazalardan tashkil topgan sistemadagi muvozanatni geterogen yoki fazaviy (fazalararo) muvozanat deb ataladi. Bu holatda sistema fazalar soni, tarkibi va termodinamik xossalari bilan harakterlanadi.
Sistemadan ajratib olinishi va alohida mavjud bo’la olishi mumkin bo’lgan sistemaning tarkibiy qismiga komponent deyiladi. Masalan KNO₃ ning suvdagi eritmasi misolida komponentlar soni 2 ga teng. Chunki KNO₃ molekulasi eritmada faqat kaliy va nitrat ionlari ko’rinishida bo’lgani bilan alohida K⁺ va alohida NO^-₃ ionlarini ajratib olib bo’lmaydi.
Agar muvozanat holdagi sistemada komponentlar orasida kimyoviy reaktsiya borsa, komponentlar sonini topish uchun tarkibiy qismlar sonidan kimyoviy reaktsiyalar soni ayiriladi.
Misol CaCO₃, CaO, CO₂ sistemasida quyidagicha reaktsiya beradi:
CaCO₃ ↔ CaO + CO₂
Bu sistemada uchta komponent mavjud bo’lsa ham komponentlar soni 2 ga teng.
Har qanday fazaning tarkibini - aniqlash uchun lozim bo’lgan tarkibiy qismlarning eng kichik soni erkli komponentlar soni deyiladi. Umuman, erkli komponentlar soni muvozanat sistemasini tashkil qiluvchi tarkibiy qismlar sonidan shu qismlarni bog’lovchi tenglamalar sonini ayirmasiga teng. Yuqoridagi misolda 3-1=2 ga teng. Sistemaning termodinamik xossalari - temperatura, bosim, hajm, kontsentratsiya bilan harakterlanadi.
Sistemaning termodinamik xossasini aniqlash uchun zarur bo’lgan parametrlarning eng kichik soni - erkinlik darajalar soni deyiladi.
Masalan, sistema gaz holatdagi bir komponentdan iborat bo’lsin.Gazlar holat tenglamasini (PV=nRT) nazarda tutib, bu sistemaning termodinamik holatini aniqlash uchun kamida ikki parametr qiymati ma'lum bo’lishi kerak. Demak, bu misolda erkinlik darajasi 2 ga teng.
. Ma'lum bir suyuqlik o’zining bug’i bilan muvozanatda turgan bo’lsin (T=const) .
Ma'lumki, suyuqlikning bug’ bosimi faqat temperaturaga bog’liq va u o’zgarmas temperaturada o’zgarmas kattalikdir. Ya'ni ma'lum temperaturada ma'lum bosim bo’ladi. Ikki parametr ma'lum bo’lgandan so’ng uchinchi parametr (holat tenglamasi bo’yicha) ham ma'lum bo’ladi. Demak bu sistemaning erkinlik darajasi birga teng ekan.
Erkinlik darajalar sonining yana bir ta'rifi mavjud. Erkinlik darajalar soni fazalar sonini o’zgartirmasdan turib ma'lum chegarada o’zgartirilishi mumkin bo’lgan mustaqil o’zgaruvchilar (parametrlar) soniga teng.
Buni yuqoridagi misollarda ko’rish mumkin.