Xét hệ cân bằng gồm ba chất có mặt trong phản ứng sau: NH4Cl(r) ⇌ HCl(k) + NH3(k). (1) Hệ có số cấu tử là 3, số pha là 2, số bậc tự do là 2. (2) Hệ có số cấu tử là 2, số pha là 2, số bậc tự do là 2. (3) Nếu nồng độ HCl và NH3 bằng nhau thì số cấu tử của hệ là 1, số pha là 2, số bậc tự do là 1. (4) Nếu nồng độ HCl và NH3 bằng nhau thì số cấu tử của hệ là 2, số pha là 2, số bậc tự do là 2.
Trả lời:
Đáp án đúng: C
Số cấu tử (C) là số các chất hóa học độc lập tối thiểu cần thiết để biểu diễn thành phần của tất cả các pha trong hệ. Số pha (P) là số lượng các pha riêng biệt, đồng nhất về mặt hóa học và vật lý trong hệ. Số bậc tự do (F) là số các biến độc lập (ví dụ: nhiệt độ, áp suất, thành phần) có thể thay đổi mà không làm thay đổi số pha trong hệ. Theo quy tắc pha Gibbs: F = C - P + n, với n là số yếu tố ảnh hưởng (thường là nhiệt độ và áp suất, n = 2).
Trường hợp tổng quát: NH4Cl(r) ⇌ HCl(k) + NH3(k)
- Số pha P = 2 (1 rắn NH4Cl và 1 khí gồm HCl và NH3)
- Số cấu tử C = 3 - 1 = 2 (3 chất NH4Cl, HCl, NH3 nhưng có 1 cân bằng)
- Số bậc tự do F = C - P + n = 2 - 2 + 2 = 2
=> (2) đúng
Trường hợp nồng độ HCl và NH3 bằng nhau: NH4Cl(r) ⇌ HCl(k) + NH3(k)
- Số pha P = 2 (1 rắn NH4Cl và 1 khí gồm HCl và NH3)
- Số cấu tử C = 3 - 2 = 1 (3 chất NH4Cl, HCl, NH3 nhưng có 2 điều kiện: cân bằng và nồng độ HCl = nồng độ NH3)
- Số bậc tự do F = C - P + n = 1 - 2 + 2 = 1
=> (3) đúng
Vậy, các phát biểu 2 và 3 đúng.