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Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. IX. Nr. 14 



tungsweise zur Grundlage seiner Gleichgewichts- 

 studien gemacht. 



Nach diesem kurzen historischen Riickblick 

 wollen wir uns jetzt der Gibbs'schen Theorie 

 selbst zuwenden, die unter dem Namen der 

 ,,Phasen regel" allgemein bekannt ist. 



Unsere erste Aufgabe wird es sein, uns mit 

 einer Reihe von Begriffen bekannt zu machen, 

 die Gibbs in seine Theorie einfiihrt und deren 

 richtige Auffassung von grofiter Bedeutung ist. 

 Wir kennzeichneten oben die Art der Beschaffen- 

 heit der verschiedenen Zustandsformen, die in 

 einem heterogenen System miteinander im Gleich- 

 gewicht sind. Diese verschiedenen Zustands- 

 formen nennt nun Gibbs ,,die Phasen" des 

 Systems und dieser Bezeichnungsweise verdankt 

 seine Theorie den Namen der Phasenregel. 



In unserem Beispiel sind die leichtere athe- 

 rische und die schwerere wafirige Schicht die 

 beiden Phasen des Systems Wasser-Ather. Eine 

 dritte Phase bildet noch der iiber den Flussig- 

 keiten stehende Dampf. Da die Gase bekanntlich 

 in alien Verhaltnissen mischbar sind, so konnen 

 Ather- und Wasserdampf keine gesonderten 

 Phasen bilden. Ebenso sind Eis, fliissiges Wasser 

 und Wasserdampf die Phasen des Systems Wasser. 

 Hatten wir eine gesattigte Losung von Kochsalz, 

 aus welcher sich ein Teil dieses Salzes in kristalli- 

 siertem Zustande abgeschieden hatte, so waren 

 nach Gibbs festes Salz, gesattigte Salzlosung und 

 der dariiberstehende Dampf die Phasen dieses 

 Systems. Wenn aufier Kochsalz noch andere 

 Salze zugegen waren, die sich ebenfalls zum Teil 

 aus der Losung in fester Form abgeschieden 

 hatten, so ware jede neue Kristallart, die im 

 Bodensatz auftritt, als neue Phase zu zahlen. 



Der Phasenbegriff bietet somit keinerlei 

 Schwierigkeiten und es wird jederzeit leicht sein 

 festzustellen, welches die Phasen sind, die in einem 

 System auftreten und am Gleichgewicht beteiligt 

 sind. Schwieriger erscheint dagegen die richtige 

 Auffassung eines zweiten neuen Begriffs, den 

 Gibbs einfuhrt, des Begriffs ,,derKomponente n". 

 Darunter sind nicht etwa alle in dem System 

 vorkommenden Molekiilarten zu verstehen, die 

 Zahl derselben festzustellen ware ja auch in vielen 

 Fallen ohne hypothetische Annahmen gar nicht 

 moglich. Nach der Definition von Gibbs sind 

 Komponenten nur die unabhangig verander- 

 lichen Bestandteile eines Systems. Was 

 darunter zu verstehen ist, wird am besten aus 

 einigen Beispielen hervorgehen. Eis, fliissiges 

 Wasser und Wasserdampf bilden die Phasen der 

 einen Komponente Wasser H. 3 O; ebenso sind 

 Ather und Wasser die Komponenten in unserem 

 anderen Beispiel. Wir sehen somit, daS auf 

 Dissoziation und Assoziation in den Fliissigkeiten 

 keine Riicksicht genommen wird, sonst miifiten 

 wir Wasserstoff- und Hydroxylionen und asso- 

 ziierte Wasser- oder Athermolekiile als Kompo- 

 nenten ansehen. Es widerspricht dieses eben der 

 Bedingung der unabhangigen Veranderlichkeit, 



denn es ist unmoglich einfache und doppelte 

 Molekiile, H - oder OH"-Ionen gesondert in das 

 System einzutragen. Das Verhaltnis der Anzahl 

 der assoziierten und der dissoziierten Molekiile 

 stellt sich von selbst in jeder Phase ein. 



Wenn ein Salz mit Wasser eine Reihe von 

 Hydraten bildet, z. B. Eisenchlorid Fe 2 Cl a mit 

 12, 7, 5 und 4 Molekiilen Wasser, so konnen 

 diese Verbindungen nicht als selbstandige Kom- 

 ponenten angesehen werden, da jedes einzelne 

 Hydrat aus anhydrischem Salz und Wasser auf- 

 gebaut werden kann. Nur wenn eine chemische 

 Verbindung sich unter den Versuchsbedingungen 

 in keiner einzigen Phase des Systems zersetzt, 

 mufi sie als Komponente betrachtet werden. In 

 einem weiteren Abschnitt werden wir noch 

 mehrere Beispiele von heterogenen Systemen 

 kennen lernen und dabei wird es sich zeigen, 

 dafi die Bestimmung der Komponentenzahl keine 

 Schwierigkeiten verursacht, wenn auch die oben 

 angefuhrte Definition dieses Begriffs solche ver- 

 muten lafit. 



Die Phasenregel gibt nun eine einfache Be- 

 ziehung zwischen der Anzahl der Komponenten, 

 der Anzahl der Phasen und dem Grade der Ver- 

 anderlichkeit eines heterogenen Systems. 



Unter dem Grade der Veranderlichkeit wollen 

 wir jede neue Moglichkeit verstehen, die Bedin- 

 gungen zu andern, unter denen das System besteht, 

 ohne dafi dabei das Gleichgewicht zerstort wird 

 und diese Moglichkeiten kurz ,,die Freiheits- 

 grade" des Systems nennen. 



Die Phasenregel sagt nun aus, dafi die An- 

 zahl dieser Freiheitsgrade (F) g 1 e i c h ist 

 der Anzahl der Komponenten (C) plus 2 

 vermindert um die Anzahl der Phasen (P): 

 F = C -f 2 P. 



Eine einfache und dabei streng exakte Ab- 

 leitung dieser Beziehung hat sich bisher nicht 

 geben lassen, 1 ) ich will daher auf eine solche 

 ganz verzichten. Van't Hoff hat aber gezeigt, dafi 

 die Phasenregel in der von uns benutzten Fassung 

 bereits etwas von selbst Einleuchtendes besitzt. 

 Denn, dafi jeder neue Bestandteil einen neuen 

 Freiheitsgrad mit sich bringt, ist eigentlich selbst- 

 verstandlich; nun kommen zwei weitere Freiheits- 

 grade hinzu, weil die aufieren Bedingungen, nam- 

 lich der Druck und die Temperatur, zwei neue 

 Moglichkeiten der Anderung mit sich bringen. 

 Ferner stellt jede in dem System neu auftretende 

 Phase an sich eine neue Moglichkeit der Anderung 

 vor; es leuchtet daher ein, dafi jede Phase, die 

 hinzukommt, das System um einen weiteren Frei- 

 heitsgrad beraubt. Folglich ist die Zahl der 

 Phasen mit negativem Vorzeichen in die rechte 

 Seite der Gleichung einzufiihren. 



Wir betrachteten vorhin den Fall, dafi Eis, 

 fliissiges Wasser und Wasserdampf miteinander 

 im Gleichgewicht sind, wir wollen jetzt zusehen, 



') van't Hoff, Vortrag gehalten v. d. Deutsch. chem. 

 Ges. 1902. 



