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第11章相平衡
化学総論 第１１章 相平衡 49
第１１章 相平衡
§１．相平衡
［相変化］
相Ⅰ 相Ⅱ （１）
［化学ポテンシャル］
*
μ(Ⅰ) ＝ ΔＧ (Ⅰ)＋ ＲＴln ｛ａ(Ⅰ)｝ （２）
f,T
*
μ(Ⅱ) ＝ ΔＧ (Ⅱ)＋ ＲＴln ｛ａ(Ⅱ)｝ （３）
f,T
［相変化の自由エネルギー］
ΔＧt ＝ μ(Ⅱ) － μ(Ⅰ) （４）
［平衡状態］
ΔＧ ＝ ０ （５）
t
§２．固液の相平衡
［固液の自由エネルギー］
ΔＧt ＝ μ() － μ(ｓ) （６）
［問１］１atm での硫黄(斜方)の融点を求める。硫黄(斜方)の固液平衡は，
Ｓ(斜方硫黄) Ｓ()
である。
*
μ(Ｓ,斜方硫黄) ＝ ΔＧ (Ｓ,斜方硫黄) （ ａ(Ｓ,斜方硫黄)＝１ ）
f,T
*
μ(Ｓ,)＝ ΔＧ (Ｓ,) （ ａ(Ｓ,)＝１ ）
f,T
から，固液変化の自由エネルギーは，
ΔＧt ＝ μ(Ｓ,) － μ(Ｓ,斜方硫黄)
となり，融点 （固液の平衡状態）では，
ΔＧ ＝ ０
t
である。３７０Ｋ，３８０Ｋ，３９０Ｋ，４００Ｋ 等でのΔＧ を求めて，ΔＧ ＝ ０ となる温度を内挿し，融点を求め
t t
よ。
ｃ (Ｓ,斜方硫黄) ＝ ２１.８７Ｊ Ｋ－１mol －１
p
ΔＨo (Ｓ,)＝ １.０６ｋＪmol －１
f,298
ΔＧo (Ｓ,)＝ ０.３３ｋＪmol －１
f,298
－１ －１
ｃ (Ｓ,) ＝ ３１.５２Ｊ Ｋ mol
p
［ヒント： ３８０Ｋで ΔＧo (Ｓ,斜方硫黄) ＝ －０.２２６ｋＪmol －１，ΔＧo (Ｓ,)＝
f,380 f,380
－１ o －１ o
－０.１９６ｋＪmol ，３９０Ｋで ΔＧ (Ｓ,斜方硫黄) ＝ －０.２８２ｋＪmol ，ΔＧ (Ｓ,)＝
f,390 f,390
－０.３０１ｋＪmol －１ である。］
《１１３.０ ℃》 （参考 ： 実測値は １１２.８ ℃ ）
50 化学総論 第１１章 相平衡
§３．純物質の気固平衡
［気固平衡］
*
μ(ｓ) ＝ ΔＧ (ｓ) （７）
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