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PhasengleichgewichtZoomA-Z

Fachgebiet - Thermodynamik

Ein mehrkomponentiges, mehrphasiges System befindet sich im thermodynamischen Gleichgewicht, wenn das totale Differential der Gibbs-Energie (freie Enthalpie) dG null ist:

dG=αi((Gi(α)p)T,ndp+(Gi(α)T)p,ndT+(Gi(α)ni(α))p,T,nnidni(α))=0μi(α)=(Gi(α)ni)p,T,nnidT=0dp=0dGT,p=αiμi(α)dni(α)=0
Legende
Gi(α)-Gibbs-Energie von Komponente i in Phase α
ni(α)-Stoffmenge von Komponente i in Phase α
μi(α)-chemisches Potenzial von Komponente i in Phase α
p-Druck
T-absolute Temperatur

Die Gleichgewichtsbedingung für einphasige Mehrkomponentensysteme bei konstanter Temperatur und konstantem Druck ist:

dGT,p=iμidni=0

Die Bedingung für ein Phasengleichgewicht von einkomponentigen Mehrphasensystemen bei konstanter Temperatur und konstantem Druck ist:

dGT,p=αμ(α)dn(α)=0

Zum Beispiel wird durch Anwendung der Bedingung für das einkomponentige Phasengleichgewicht und Berücksichtigung der Fundamentalgleichung für die Gibbs-Energie die Clausius-Clapeyron'sche Gleichung erhalten:

dGm=dμ=VmdpSmdTHm=Qm=TSmμ(1)dn(1)+μ(2)dn(2)=0dn1=dn2dpdT=ΔHm,tTΔVm,t
Legende
Gm-molare Gibbs-Energie
Vm-molares Volumen
Sm-molare Entropie
Qm-reversible, molare Wärme
ΔHm,t=ΔQm,t=St,2St,1-molare Umwandlungsenthalpie
ΔVm,t=Vt,2Vt,1-molare Volumendifferenz

Die Clausius-Clapeyron'sche Gleichung beschreibt Gleichgewichte zwischen fest-flüssigen, flüssig-gasförmigen und fest-gasförmigen Phasen.

Siehe auch: Gleichgewicht , chemisches Gleichgewicht

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

Temperaturabhängigkeit des chemischen GleichgewichtsLevel 145 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Ein chemisches Gleichgewicht verschiebt sich stets so, dass es dem äußeren Zwang ausweicht. Bei einer Temperaturerhöhung reagieren Produkte zu Edukten, wenn die Reaktion exotherm ist. Die thermodynamische Beschreibung dieses Phänomens und Anwendungsbeispiele sind Gegenstand dieser Lerneinheit.

Koexistierende Mischphasen - Gibbs'sches PhasengesetzLevel 130 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Wir betrachten in dieser Lerneinheit Systeme, die aus mehreren Phasen aufgebaut sind. Jede dieser Phasen ist entweder eine reine Phase oder eine homogene Mischphase. Ein im Gleichgewicht befindliches System aus einer oder mehreren Phasen gehorcht dem Gibbs'schen Phasengesetz.

Phasengleichgewicht: Kurztexte und AnimationenLevel 240 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Betrachtung von Phasengleichgewichten. Grundlagen, Dampfdruck, Mischphasen, Siede- und Schmelzdiagramme. Trennen von Mischungen: Destillation und Chromatographie Die Lerneinheit besteht im aus Animationen, die bei einer Betrachtung der Phasengleichgewichte verwendet werden können. Kurze erklärende Texte erläutern die Animationen.

Phasengleichgewicht: Multimediale ElementeLevel 245 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Diese Lerneinheit besteht im Wesentlichen aus Animationen, die z. B. im Rahmen eines Vortrages zur Betrachtung der Phasengleichgewichte verwendet werden können. Sie beinhaltet u. a. die Fragestellung: "Was ist eine Phase?" Zudem werden reine Phasen, Mischphasen, Schmelz- und Siedediagramme, Trennungen von Mischungen durch Destillation und Chromatographie behandelt.

PhasengleichgewichteLevel 290 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Die Lerneinheit beinhaltet eine Betrachtung der Phasengleichgewichte mit folgenden Einzelpunkten: Einführung, Reine Phasen, Mischphasen, Siedediagramme und Schmelzdiagramme. Zusätzlich wird noch das Trennen von Mischungen, also Destillation und Chromatographie, behandelt.

Rein- und MischphasenLevel 130 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Einführung in die Phasengleichgewichte, Definition des Begriffs der Phase, Gibbs'sche Phasenregel, chemisches Potenzial, Dampfdruck bei reinen Stoffen, Dampfdruck in mehrphasigen Mehrkomponentensystemen