均相體系也稱均相系統(英文名稱Homogeneous system)是物理化學的一個基本概念。“體系”又稱為“系統”(英文名稱system),是熱力學中的一個概念,根據研究的需要,人為地把一部分物料從周圍的物體中劃分出來(可以是實際的,也可以是想像的)作為研究對象。這一被劃分出來的一部分物料成為體系或系統。系統以外的那部分與系統有直接聯繫的物料統稱為環境。“相”(英文名稱Phase)也是熱力學的基本概念,是指系統內部物理和化學性能均勻,有明顯的邊界、用機械方法可以分離出來的部分稱為“相”。因此均相體系概念是指系統內只含一個相,即只含一個物質。為更深入理解均相體系的物理化學概念,需要進一步明確以下的論述:
1 一個體系內含有兩個及兩個以上的相的體系稱為“多相體系”或稱“非均相體系”;“復相體系”;
2 構成均相體系的物質可以是由一個組分構成,例如水。也可以是由幾個組分構成,例如糖水,它是由糖和水兩種組分構成,糖是固體,溶於水後成為糖水溶液,其物理化學性能均勻,構成一相;
3 均相體系的存在,或均相和非均相間的轉化不但和其本身組成有關,而且和周圍環境條件有關。一杯均勻的糖水可以是一個均相體系,如果繼續加糖,超過周圍溫度下糖在水中的溶解度,就會在杯底出現的糖的沉澱,系統就變成固、液兩相,成為復相或非均相。一杯清水是一均相體系,當周圍溫度降至0℃以下,就會有冰出現,成為固、液兩相。繼續降溫,整杯水都變成冰,又成為均勻的一固相冰。
4 均相體系和非均相體系間的變化可以是物理變化,也有化學變化,甚至伴隨著新物質和新相的產生。一杯均相的水結冰是物理變化,變化前後都是由H2O組成。一杯稀硫酸,是一均相體系,放入幾粒鋅粒,構成固、液非均相。隨著鋅粒的不斷溶解,有氣體泡冒出,產生一個氫氣相新相。這一過程為化學變化,產生了新物質硫酸鋅。當鋅粒溶解完,又成為一均相體系,即硫酸鋅的稀硫酸溶液體系。
5 均相體系和非均相體系之間的變化伴隨著能量的變化。鋅粒和稀硫酸構成的非均相體系,隨著鋅粒和硫酸反應,變成硫酸鋅的稀硫酸溶液的溶液,會放熱,使體系的溫度升高。一杯均相體系的鹽水,需要外部加熱,蒸出部分水,才會出現固體鹽的析出,體系變成非均相。