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在化学领域中相的定义和解释

2022.5.19
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zhaoqisun

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根据系统中物质存在的形态和分布不同,将系统分为相(phase)。相是指在没有外力作用下,物理、化学性质完全相同、成分相同的均匀物质的聚集态。所谓均匀是指其分散度达到分子或离子大小的数量级(分散粒子直径小于10-9m)。相与相之间有明确的物理界面,超过此界面,一定有某宏观性质(如密度,组成等)发生突变。物质在压强、温度等外界条件不变的情况下,从一个相转变为另一个相的过程称为相变。相变过程也就是物质结构发生突然变化的过程。

通常任何气体均能无限混合,所以系统内无论含有多少种气体都是一个相,称为气相。均匀的溶液也是一个相,称为液相。浮在水面上的冰不论是2 kg还是1 kg ,不论是一大块还是一小块,都是同一个相,称为固相。相的存在和物质的量的多少无关,可以连续存在,也可以不连续存在。

系统内相的数目为相数,用P表示∶

气体:一般是一个相,如空气组分复杂。

液体:视其混溶程度而定,可有1、2、3…个相。

固体:一般有几种物质就有几个相,如水泥生料。但如果是固溶体时为一个相。

固溶体:固态合金中,在一种元素的晶格结构中包含有其它元素的合金相称为固溶体。在固溶体晶格上各组分的化学质点随机分布均匀,其物理性质和化学性质符合相均匀性的要求,因而几个物质间形成的固溶体是一个相。

系统中物理状态、物理性质和化学性质完全均匀的部分称为一个相(phase)。系统里的气体,无论是纯气体还是混合气体,总是一个相。若系统里只有一种液体,无论这种液体是纯物质还是(真)溶液,也总是一个相。若系统中有两种液体,如乙醚与水,中间以液-液界面隔开,为两相系统,考虑到乙醚里溶有少量水,水里也溶有少量乙醚,同样只有两相。同样,不相溶的油和水在一起是两相系统,激烈振荡后油和水形成乳浊液,也仍然是两相(一相叫连续相,另一相叫分散相)。不同固体的混合物,是多相系统,如花岗石(由石英、云母、长石等矿物组成),又如无色透明的金刚石中有少量的黑色的金刚石,都是多相系统。相和组分不是一个概念,例如,同时存在水蒸气、液态的水和冰的系统是三相系统,尽管这个系统里只有一个组分——水。一般而言,相与相之间存在着光学界面,光由一相进入另一相会发生反射和折射,光在不同的相里行进的速度不同。混合气体或溶液是分子水平的混合物,分子(离子也一样)之间是不存在光学界面的,因而是单相的。不同相的界面不一定都一目了然。更确切地说,相是系统里物理性质完全均匀的部分。

在体系内部物理和化学性质完全均匀的一部分。相与相之间在指定条件下有明显界面,在界面上,从宏观角度看性质的改变是突越式的。


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