5 化学平衡

課題 1
P. 188
6.3 クラペイロンの式
・ これまでの議論
ここからの議論
平衡というものの一般的な性質
より定量的に議論 → 新しい式をいくつか導入
μsolid=μliquid
式(6.3)を一般化
→ 同一成分、二相の化学ポテンシャルは平衡において等しい
物質量 n 一定下での圧力 p , 温度 T に対する化学ポテンシャル μの微小
変化 dμ
(dGを自然な変数を用いて表した
dG = -SdT + Vdp
式(4.17) p.112 と同様)
二つの相が平衡になっている状態からTまたはpが微小変化
→ 平衡の位置はわずかに動くが平衡そのものは維持
phase 1の変化がphase 2の変化と等しいことを意味
より、
T, p: phase 1, phase 2 で共通
S, V: phase 1, phase 2 でそれぞれ特有
dp項とdT項で整理すると、
カッコ内: phase 1 から phase 2 への V, S の変化
クラペイロンの式
あらゆる相平衡に対して、存在する相のモル体積の変化とモルエント
ロビーの変化を用い,圧力変化と温度変化を関係づけた式
クラペイロンの式
・ 標準状態以外での相変化の条件や化合物の安定相を決定
# 極限温度や極限圧力のもとにある物質に対して適用
土星や木星のような,気体からなる大きな惑星の中心部
# 工業プロセスや合成プロセスへの応用
ダイヤモンドの合成
通常 地球の奥深くで起こる
グラファイト(安定相)→ダイヤモンド(不安定相)への
転移
二つの相がともに固体ではあるけれども,
クラペイロンの式で記述可能
課題 2
P. 188
・氷の温度を仮定し、式(6.10) Δp = ΔT×ΔS / ΔV
から求められる圧力が、スケーターの体重により氷の面に
加わる圧力と比較して妥当かどうかを評価する。
課題 3
P. 188
クラペイロンの式の近似
(6.7)
(P.164)
(6.9) (P.170)
よって
課題 4
式(6.12)
P. 188
Δp = (ΔH / ΔV )×ln (Tf / Ti) を用いて解答せよ。