2.Построение и исследование диаграммы состояния двухкомпонентной системы Zn-Sn.

2.1 Построение и исследование диаграммы состояния Zn-Sn в атомных и массовых долях.

2.1.1 Данная диаграмма, изображённая на рисунке 5, является двухкомпонентной системой с полной растворимостью в жидком состоянии, с ограниченной растворимостью в твердом состоянии, без образования химических соединений, c отсутствием полиморфизма.

Число степеней свободы находится по правилу фаз Гиббса:

С=К-Ф+1,

где С - степень свободы, которая характеризует число независимых параметров, которые можно свободно изменять; Ф - число фаз системы; К - число компонентов системы.

Фазовый состав:

I (L) Ф=1, С=2;

II (L + S_Zn ) Ф=2, С=1;

III (L + S_{Sn p-p} ) Ф=2, С=1;

IV (S_Zn + S_{Sn р-р}) Ф=2, С=1;

Переведём атомные доли в массовые, соответствующие следующим точкам: A= 1 ат.д.; B= 0,2 ат.д.; C= 0.59 ат.д. Для этого воспользуемся следующей формулой:

Масс.д(Zn) =

Проведём пересчёт для каждой из точек:

А: Масс.д(Zn) = 1

В: Масс.д(Zn) = = 0.31

С: Масс.д(Zn) = = 0.72

2.1.2 На данной диаграмме не имеются химические соединения.

2.1.3 Температура начала кристаллизации расплава системы Zn-Sn, содержащей 0.7 ат.д. Sn, равна 266.7С, температура конца кристаллизации равна 198С.

2.1.4 Первые выпавшие кристаллы из расплава, содержащего 0.7 ат.д. Sn находятся в виде чистого Zn. Составу последней капли этого расплава соответствует точка эвтектики, содержащая 0.85 ат.д. Zn.

2.1.5 Воспользовавшись данными, полученными в пункте 2.1.1, определим по правилу рычага для системы Zn-Sn, содержащей 0.2 ат.д. Sn при температуре 300⁰C и при массе сплава 600 кг. массы равновесных фаз:

= 0.756

m_L+ m_S = 600

m_L = 600 - m_S

m_S = 341.67 кг

m_L = 600 – 341.67 = 258.33

2.1.6 Число степеней свободы находится по правилу фаз Гиббса:

Отсюда следует, что система, у которой:

Состав 0,7 ат.д. Sn, температура 198 ^oC, имеет:К=2, Ф=3, С=2-3+1=0;

Состав 9,99 ат.д. Sn, температура 198 ^oC, имеет:К=2, Ф=1, С=2-1+1=2;

Состав 0,2 ат.д. Sn, температура 350 С, имеет:K=2, Ф=2,C=2-2+1=1;

2.1.7. При температуре, выше 266.7C, система Zn-Sn, состав которой 0,7 ат.д. Sn, находится в виде расплава, Ф=1, С=2. При достижении температуры 266.7⁰C, появляются первые кристаллы Zn, система становится двухфазной, С=1. При дальнейшем охлаждении до температуры 198⁰C растет масса кристаллов , состав расплава изменяется по кривой , в нем увеличивается содержание Zn и при достижении состояния эвтектики E происходит эвтетическое превращение:

L + S_Zn ↔ S_Zn + S_{Sn р-р} К=2, Ф=3, С=2-3+1=0,

которое заканчивается исчезновением расплава. В дальнейшем происходит охлаждение твердых фаз S_Zn и S_{Sn р-р}.

Список литературы.

1. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Т.1-4 книга вторая. Таблицы термодинамических свойств: Справочное издание / Под ред. В.П. Глушкова. – М.: Наука 1979.

2. Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплинам «Физическая химия» и «Химия». /ВГТУ; Сост. В.В. Корнеева, А.А Щетинин, А.Н. Корнеева, 2008. 24 с.

3. http://www.xumuk.ru ( химические свойства тантала).

Приложение А

Значение термодинамических функций для Та в интервале температур 100-500.

T.К
100	0.997	16.186	6.216	19.820
200	3.251	31.643	15.388	24.100
300	5.727	41.676	22.587	25.302
400	8.291	49.049	28.321	25.985
500	10.922	54.916	33.073	26.610