ЧастьIi.Фазовыеравновесия
Фазовые (гетерогенные) равновесия. Основные понятия термодинамической теории фазовых равновесий: фаза, компонент, число компонентов, число термодинамических степеней свободы, или вариантность, системы. Вывод правила фаз Гиббса. Классификация термодинамических систем и фазовых равновесий по вариантности. Понятие диаграммы состояния (фазовой диаграммы). Принципы соответствия и непрерывности.
Однокомпонентные системы. Применение правила фаз Гиббса к однокомпонентным системам. Фазовые переходы I и II родов, их термодинамические характеристики и примеры. Вывод уравнения Клапейрона–Клаузиуса и его применение к двухфазным равновесиям в однокомпонентных системах. Диаграммы состояния однокомпонентных систем. Кривые фазовых равновесий (плавления, кипения, возгонки) и особые точки (тройная и критическая).
Двухкомпонентные системы. Применение правила фаз Гиббса к двухкомпонентным системам. Равновесие твердых фаз с жидким раствором в двухкомпонентных системах. Системы с неограниченной взаимной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях. Твердые растворы замещения (изоморфные смеси). Диаграммы состояния совершенных изоморфных смесей. Линии ликвидуса и солидуса. I и II законы Гиббса–Розебома. Системы с неограниченной взаимной растворимостью компонентов в жидком состоянии и ограниченной взаимной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Эвтектическая и перитектическая точки, эвтектическое и перитектическое равновесия (фазовые реакции). Системы с неограниченной взаимной растворимостью компонентов в жидком состоянии и полной взаимной нерастворимостью компонентов в твердом состоянии. Термический анализ. Кривые охлаждения. Сопряженные точки и фазы. Нода (коннода). Правило рычага.
Системы с образованием химических соединений, плавящихся конгруэнтно. Дистектическая точка. Сингулярная (дальтоновская) точка. Системы с образованием химических соединений, плавящихся инконгруэнтно. Перитектическая (переходная) точка.
Термодинамика растворов. Классификация растворов. Идеальные растворы. Химический потенциал компонента идеального раствора. Функции смешения для идеального раствора. Растворы неэлектролитов. Равновесие жидкость – пар в двухкомпонентных системах. Закон Рауля. Диаграммы состояния бинарных идеальных растворов. Пограничные кривые жидкости и пара. I закон Коновалова. Неидеальные растворы. Классификация растворов по типу отклонения от закона Рауля. Диаграммы состояния бинарных неидеальных растворов. II закон Коновалова. Азеотропные смеси. III закон Коновалова. Закон Генри. Области применимости законов Рауля и Генри для неидеальных растворов.
Равновесие жидкость – жидкость в двухкомпонентных системах. Диаграммы взаимной растворимости жидкостей. Критическая температура растворения. Термодинамическое объяснение взаимной растворимости жидкостей. Диаграммы кипения двухкомпонентных систем с ограниченной взаимной растворимостью жидкостей. Гетероазеотроп, или псевдоазеотроп. Диаграммы кипения двухкомпонентных систем с полной взаимной нерастворимостью жидкостей. Распределение растворенного вещества между двумя несмешивающимися жидкостями. Закон распределения Бертло–Нернста. Экстракция. Физико-химические основы разделения жидких смесей методом перегонки. Простая и фракционная перегонки.
Коллигативные свойства разбавленных растворов нелетучих веществ в жидкости. Понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором. Повышение температуры кипения раствора. Эбулиоскопия. Понижение температуры замерзания раствора. Криоскопия. Осмос и осмотическое давление. Уравнение Вант-Гоффа. Осмос в природе.
Реальные растворы. Активности и коэффициенты активности (рациональный, моляльный, или практический, и молярный), связь между ними. Симметричная система стандартных состояний. Прямые и косвенные методы определения активностей.