ギブズの相律と自由度

今回の記事では、大学の物理化学分野で学ぶ「系の自由度」について解説していきます。

この記事を読んで、以下のことを理解できればOKです↓↓

では、さっそくやっていきましょう。

ギブズの相律

まずは結論。「ギブズの相律」の式は以下です↓↓

系の自由度Fを求めるための式で、「ギブズの相律」と言います。

ちなみに、ギブズは発見者の名前です。

自由度Fについては、この式しか使わないので、

絶対に覚えておいてください!!!!!

成分の数「C」と相の数「P」

「C」は、系内の成分を指しています。

①水(純物質)⇒成分は1つ⇒C=1

②二酸化炭素(純物質)⇒成分は1つ⇒C=1

③硫酸/水(混合物)⇒成分は2つ⇒C=2

このように、単純に系内の成分の数を求めればよいのです。

「P」は、系内の物質の相の数を指しています。

一般に相の種類は3相あります。

固相・液相・気相

難しそうですが、固体、液体、気体と考えて大丈夫です。

相の数とは、今物質がどの相にいるかを数えれば良いのです。

①固相⇒P=1

②液相と固相が共存⇒p=2

③固相、液相、気相が共存⇒p=3

このように単純に相の数を求めればよいのです。

ちなみに、③の状態は「三重点」と呼ばれる位置での状態を指します。

相図と名称を覚えよう

まずは相図を見たほうが良いので、相図はこちら↓↓

問題に「純物質の相図」とあれば、必ずこれを書いてください！！！

次に相図に示した記号についてそれぞれ説明していきます。