Equilibri di fase per sistemi a più componenti

Presentazione sul tema: "Equilibri di fase per sistemi a più componenti"— Transcript della presentazione:

1 Equilibri di fase per sistemi a più componenti
P numero delle fasi C numero dei componenti F gradi di libertà o varianza

2 Componenti indipendenti: numero minimo di variabili di composizione per definire la composizione di tutte le fasi Per sistemi che non reagiscono coincide con il numero dei costituenti

3 Un breve accenno di matematica
1) Consideriamo tre variabili x, y, z non legate da nessuna equazione: posso fissarle tutte a piacere 2) Le variabili sono legate da un’equazione x+2y+3z=10x Posso fissarne a piacere solo due 3) Le variabili sono legate da due equazioni x+2y+3z=10x x+y+z=6 Posso fissare a piacere solo una variabile Ogni equazione costituisce un vincolo e diminuisce di 1 i gradi di libertà

4 Regola delle fasi Sistema costituito da P fasi ciascuna costituta da C componenti p, T eguali per tutte le fasi variabili xj per C-1 componenti in ogni fase perchè (C-1)P variabili (C-1)P + 2 variabili

5 All’equilibrio P-1 eguaglianze per ognuno dei C componenti: (P-1)C vincoli F = (C-1)P (P-1)C = C - P + 2

6 Per sistemi che reagiscono
CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g) 2 fasi solide mescolate: 1 fase gassosa: CO2 (g) puro Se il sistema è preparato dall’esterno mescolandole varie sostanze e non si aspetta che vada all’equilibrio F = = 2

7 Se il sistema deriva dalla decomposizione di CaCO3 i vari componenti
sono presenti in proporzioni stechiometriche La reazione che li lega costituisce un vincolo aggiuntivo, che fa diminuire di 1 i gradi di libertà, il che equivale a dire che i componenti indipendenti sono 2. F = 3 –3+ 2 – 1 = 1

8 NH4Cl (s) NH3 (g)+ HCl (g) 1 fase solida: NH4Cl solido puro 1 fase gassosa Se il sistema è preparato dall’esterno mescolandole varie sostanze F = = 3 Se deriva dalla decomposizione di NH4Cl ci sono 2 vincoli aggiuntivi La reazione che li lega xNH3=xHCl (si trovano nella stessa fase!) 2 vincoli aggiuntivi, ossia un solo componente indipendente F = 3 –2+ 2 –2 = 1

9 Sistemi a un componente

10 Sistemi a due componenti
varianza massima F = C - P + 2 = = 3 F’= 2 fissando p o T

11 Dipendenza di p dalla composizione della fase liquida
Soluzione ideale

12 Se pA* = pB* yA = xA pA*> pB* yA > xA pA*< pB* yA <xA

13 Dipendenza di p dalla composizione della fase vapore

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16 Diagrammi di fase liquido-vapore

17 La regola della leva

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26 Miscele di liquidi parzialmente miscibili

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31 Distillazione in corrente di vapore
Liquidi (quasi) completamente immiscibili A Torr

32 Diagrammi di fase solido-liquido

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36 Sistemi che reagiscono

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43 Sistemi a tre componenti

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