Page 510 - Основы_химии

504 Н. С. К У P H A К О В .

Gibbs), в которых были установлены новые понятия о фазах и компонентах,
оказавшиеся в высшей степени плодотворными. Эти понятия внесли простоту
и единство в сложную область химических превращений, создали возможность
рациональной классификации и наглядного графического изображения.
Ф а з а м и системы называются ее однородные, газообразные, жидкие
или твердые части, разобщенные поверхностями раздела и отделимые друг
от друга механическим путем. В реальной действительности эти фазы и
являются непосредственным объектом химического исследования.
Состав фаз определяется наименьшим количеством слагающих тел или
к о м п о н е н т о в , которыми могут быть как простые тела, так и их определенные
соединения. В последнем случае состав таких соединений должен оставаться
неизменным (инвариантным) в пределах существования тех фаз, куда они
входят. Далее будет показано, что точной, геометрической характеристикой
определенного соединения, как компонента равновесной системы, является
присутствие особых или сингулярных точек на линиях свойств соответ­
ствующих фаз. Вместе с температурой и давлением, концентрации компо­
нентов определяют то число независимых факторов равновесия, под влиянием
которых находится данная система.
В приведенных выше примерах равновесие: лед-жидкая вода-водяной
пар при 0° представляет систему из одного компонента, определенного соеди­
нения Н 2 0, образующего три фазы: 1) твердую—кристаллы льда, 2) жидкую—
воду и 3) газообразную — водяной пар. Такие системы называются простыми
или унарными.
В насыщенном водном растворе хлористого натрия мы имеем двой­
ную систему (бинарную), в состав которой входят два компонента NaCl
и Н 2 0, при наличии трех фаз: 1) жидкого раствора хлористого натрия,
2) кристаллов этой соли и 3) водяного пара. Увеличение числа компонентов
приводит к тройным, четверным и множественным (плюральным) системам.
При изменении условий опыта количество компонентов данной системы
может увеличиваться или уменьшаться. Так, унарная система, составленная
из воды Н 2 0, при высоких температурах (выше 2000°) обнаруживает явле­
ния диссоциации:
2Н 2 Оч±2Н 2 -4-0 2
и превращается в двойную систему, составленную из элементарных компо­
нентов Н 2 и 0 2 . Как известно, присутствие последних простых тел при ука­
занных условиях может быть обнаружено целым рядом приемов: путем
быстрого охлаждения (закалки) газовой смеси, изменением ее состава при
неодинаковой скорости диффузии водорода и кислорода через пористые
стенки, аномалией в плотности газа и т. д.
Водный раствор хлорного железа при обыкновенной температуре пред­
ставляет двойную систему FeCl 3 - Н 2 0 ; при нагревании наблюдается по­
движное равновесие четырех компонентов:
2FeCl, + 3II 2 0 5± Fe 2 0 3 -f- 6НС1,
из которых три следует считать независимыми, так как содержание четвер­
того вещества, напр., Fe 2 0 3 , может быть определено из количества трех
других тел FeCl 3, Н 2 0, HCl (тройная система).
Под влиянием факторов равновесия состав газообразных, жидких
и твердых фаз, определяемый содержанием или концентрацией компонентов,
является вообще переменным; но для кристаллической фазы многих опре­
деленных соединений эти изменения колеблются в очень узких пределах,
почему практически такие твердые тела - можно считать фазами неизменного
состава, подчиняющегося закону постоянных пропорций.