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Phasenregel, Gibbssche [2]

[597] Phasenregel, Gibbssche. – Bedeuten Ph die Anzahl Phasen (s.d.) eines Systemes und B die der unabhängigen Bestandteile (das sind die zum Aufbau des Systems unbedingt notwendigen Komponenten, z.B. vom System »H₂O, H₂, O₂« nur H₂ und O₂, weil H₂O aus diesen gebildet werden kann), ferner F die Zahl der Freiheitsgrade (s. Freiheitsgrade, S. 298), so gilt Tür den Gleichgewichtszustand

Ph + F = B + 2.

Da F nicht negativ sein kann (mindestens null!), so besagt die Gleichung: ein System von B unabhängigen Bestandteilen kann höchstens in B + 2, jedoch auch in weniger Phasen im Gleichgewichtszustande sein (Ph B + 2).

Man darf keinesfalls die Gleichung so auffassen, als ob B unabhängige Bestandteile überhaupt höchstens B + 2 Phasen besitzen können. So kennt man z.B. vom Schwefel (also B = 1) 4 Phasen, nämlich die rhombische, monokline, flüssige und gasförmige. Das nur besagt die Gibbssche Phasenregel, daß höchstens B + 2, also in diesem Fall 3 Phasen, miteinander im Gleichgewicht sein können, was in der Tat auch beim Schwefel zutrifft. Das Gleichgewicht heißt für den Fall

F = 0 nonvariant,

F = 1 vollständig,

F 2 unvollständig.

Beispiele. Nonvariantes Gleichgewicht: Nur in einem einzigen pt (Druck, Temperatur) Punkte herrscht Gleichgewicht.

B = 1: Eis-Wasser-Wasserdampf sind nur bei p = 4,58 mm Quecksilber und t = + 0,0075° C

im Gleichgewicht.

B = 2: Eis-Salz-gesättigte Lösung-Dampf.[597]

Vollständiges Gleichgewicht.

B = 1: Wasser-Wasserdampf (s. Freiheitsgrad).

B = 2: Salz-gesättigte Salzlösung-Dampf.

Der Dampfdruck und damit der Zustand des Systems ist abhängig von der Temperatur t, dasselbe gilt von der Dissoziationsspannung von Calciumkarbonat:

Unvollständiges Gleichgewicht.

B = 2: ungesättigte Salzlösung-Dampf.

Der Dampfdruck und damit der Zustand des Systems ist abhängig von t und der Konzentration des Salzes in der Lösung. (Bekanntlich vermindert sich der Dampfdruck einer Salzlösung mit der Zunahme der Konzentration derselben.)

Literatur: [1] Nernst, Theoretische Chemie, 7. Aufl., Stuttgart 1913. – [2] Remsen-Seubert, Anorganische Chemie, 4. Aufl., Tübingen 1909. – [3] Chwolson, Lehrbuch der Physik, Bd. III, Braunschweig 1905. – [4] Planck, Thermodynamik, 3. Aufl., Leipzig 1911. – [5] Roozeboom, Heterogene Gleichgewichte vom Standpunkte der Phasenlehre, Braunschweig 1904.

Wietzel.