Oleg спросил 6 лет назад
Добрый день Михаил Валерьевич,
У меня вопрос про то как правильно записать условия фазового равновесия через химические потенциалы для системы кристаллогидрат — насыщенный раствор. Например, есть кристаллы CuSO4*5H2O и есть насыщенный раствор сульфата меди в воде.
CuSO4*5H2O нужно рассматривать как одно соединение или как два, сульфат меди и вода?
μ (CuSO4*5H2O, тв.) = μ (CuSO4, раствор.) или μ (CuSO4, тв.) = μ (CuSO4, раствор.)
(я бы написал первое)
И как быть для воды? Нужно ли как-то учитывать, что ее 5 молекул на один CuSO4 в кристалле?
Если записать μ (H2O, тв.) = μ (H2O, ж.), то все равно не понятно, в твердой фазе ведь не просто молекулы воды, они входят в координационную сферу меди, это уже не та вода (там даже разные молекулы воды если разобраться, четыре H2O — лиганды меди и одна внешнесферная H2O)
Спасибо!
Олег
Михаил Валерьевич Коробов Админ. ответил 6 лет назад
Олег, добрый вечер! У таких равновесий есть специальное название — фазово-химическое равновесие. Это похоже на химическую реакцию, правда? Поэтому, записываем условие химического равновесия: μ (СuSO4*5H2O,тв.) = μ (CuSO4, раствор.) +5 μ (H2O, раствор) (1). К этому необходимо добавить условия фазового равновесия: Т(раствор)=Т(кристаллогидрат) ; р(раствор) = р(кристаллогидрат), поскольку реагент и продукты находятся в разных фазах.
Теперь — тонкости. μ (H2O, раствор) — это не химический потенциал чистой жидкой воды, это химпотенциал воды в насыщенном растворе т.е. в равновесии с тв. кристаллогидратом.
Условие (1) годится для случая, когда кристаллогидрат имеет точный стехиометрический состав. А, что, если это твердый раствор воды и СuSO4, т.е. состав кристаллогидрата может меняться в небольших пределах? Тогда это фазовое равновесие между твердым и жидким растворами воды и сульфата меди. Для каждого состава можно записать μ (CuSO4, тв. раствор) = μ (CuSO4, жидкий раствор), μ (H2O, тв.раствор) = μ (H2O, жидкий раствор) и конечно, Т(тв раствор)=Т(жидкий раствор) ; р( тв. раствор) = р(жидкий раствор). Составы жидкого и твердого растворов в равновесии — разные!
Oleg
ответил 6 лет назад Спасибо Михаил Валерьевич! Многое стало понятно!
