Bai giang chuong 5 he 1 cau tu

1 NỘI DUNG TRÌNH BÀY  Các khái niệm  Hệ cấu tử  Hệ cấu tử  Hệ cấu tử NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN  Hệ (hệ thống)  Cấu tử  Pha  Trạng thái cân  Bậc tự  Phương trình quy tắc pha  Biểu đồ pha (giản đồ pha)  Công dụng biểu đồ pha CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Hệ thống:  Là tập hợp phần tử quan hệ phần tử, mối quan hệ tạo nên cấu trúc bên hệ thống  Cả hệ thống có tương tác với mơi trường bên ngồi  Mỗi hệ thống gồm nhiều hệ thống nhỏ hơn: nghiên cứu đặc tính hệ thống nhỏ để tổng hợp thành đặc tính hệ thống lớn  Hệ giản đồ pha: thể quan hệ tham số trạng thái (nhiệt độ, áp suất, thành phần hóa) hệ hóa lý dạng đồ thị CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN  Cấu tử (component): phần tử vật chất (nguyên tố (nguyên chất) hay hợp chất hóa học bền vững) cấu tạo nên hệ  Số cấu tử: Là số phần tử vật chất (với số tối thiểu) tạo nên hệ đầy đủ tính chất cần thiết  Pha (phase): Là phần hệ có thơng số hóa lý nhiệt động, (là phần đồng thể hệ, có cấu trúc tính chất vật lý, hóa học học xác định) phân biệt với pha khác bề mặt phân chia pha  Ví dụ: nước 0oC hệ cấu tử có pha 6 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN  VD: ly nước đường?  Số cấu tử ?  Số pha ? 7 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN  Trạng thái cân bằng:  “Cân hệ trạng thái vật chất phản ứng có tốc độ phản ứng thuận tốc độ phản ứng nghịch”  Cân hệ phụ thuộc vào ba yếu tố bản: nhiệt độ, áp suất, nồng độ  Hệ trạng thái cân ổn định pha có lượng tự Gibbs nhỏ điều kiện nhiệt độ, áp suất thành phần xác định   Năng Lượng Gibbs: G = H - TS enthalpy H, entropy S nhiệt độ T) 8 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN  Bậc tự điều kiện (yếu tố độc lập), mà điều kiện thay đổi khoảng giới hạn định cân hệ không bị phá vỡ (không làm thay đổi trạng thái hệ hay khơng làm thay đổi số pha có)  Số bậc tự do: Số điều kiện thay đổi mà cân hệ không bị phá vỡ  Số bậc tự = Số thông số hệ – số phương trình quan hệ thơng số 9 Qui tắc pha Gibbs  Quan hệ F, P k hệ cân  Hệ có k cấu tử , hóa mi cấu tử phải nhau:   G  mi     n  i  T , P , n j i m1a  m1b   m1P   a b P m  m   m  2    Cần (k – 1) yếu tố xác định thành phần pha Hệ P pha cần P(k – 1) yếu tố Tính T & P, có P(k – 1) + yếu tố biến đổi  Có k(P – 1) pt hóa:  Số yếu tố biến đổi: P(k – 1) +  Yếu tố cố định theo hóa: k(P – 1)  Số thực biến đổi: F =[P(k – 1)+2]–[k(P – 1)] F= k–P + 10 Crystalline Silica (SiO2 dạng tinh thể) Mỗi ion O dùng chung tứ diện 37 38 Các dạng thù hình SiO2 nhiệt độ áp suất cao 39 40 MỘT SỐ VẬT LIỆU TỪ SiO2  5.6.1 Vật liệu từ SiO2 tinh khiết  Đơn tinh thể silic ( SiO2> 99%)      gặp quí SiO2 v.đ.h: quarzite (SiO2 > 99% ) opal, diatomite, tro núi lửa quay đơn tinh thể SiO2 Ứng dụng: gốm áp điện (tính áp điện ổn định, bền hóa, bền phóng xạ, đồng quang học ) Thủy tinh quartz mật độ 2210kg/m3, suốt với tia hồng ngoại, tử ngoại & ánh sáng nhìn thấy HSDNN thấp (5,2.10-7.K-1 khoảng 20 – 8000C), bền nhiệt, cách điện tốt (e~4,6), bền hóa  Chế tạo: phóng tia lửa điện qua cát quartz, hơặc quartzite lấy thủy tinh từ cát nóng chảy Nấu lại nhiệt độ cao hơn, lò điện (khoảng 20000C) thu thủy tinh quartz đồng  Thủy tinh quartz > 99,99% SiO2 : kính thiên văn Haple, cáp quang ngưng tụ muối silic SiCl4 từ pha Ngưng tụ thiết bị đặc  SiCl4 + O2 = SiO2 + 2Cl2  SiCl4 + 2H2O = SiO2 + 4HCl 41 KHOÁNG SiO2 TỰ NHIÊN 42 “Đá phong thủy” 43 ĐỘ CỨNG MOHS 44 ĐỘ CỨNG MOHS 45 Vật liệu chịu lửa silic (hoặc dinas)  VLCL silíc (hay dinas) SiO2 > 93% trở lên Các tạp chất      Al2O3