- •Часть I
- •Решение типовых задач.
- •Однокомпонентные системы
- •Диаграмма состояния воды
- •Диаграмма состояния серы.
- •Двухкомпонентные системы.
- •Диаграмма температура - состав.
- •Криогидратные смеси.
- •Двухкомпонентные системы
- •Равновесие в системах без твердой фазы.
- •Системы жидкостей с неограниченной взаимной растворимостью.
- •4.3. Состав пара растворов.
- •4.4. Диаграмма состояния. Температура кипения растворов.
- •4.5. Перегонка растворов.
- •Правило рычага.
- •Закон распределения.
- •4.8. Экстракция.
- •5. Трехкомпонентные системы.
- •5.1. Применение правила фаз к трехкомпонентным системам.
- •5.2. Взаимная растворимость трех жидкостей.
- •Примеры решения задач
- •Диаграммы состояния.
- •Исключив m тв, получаем
- •Перегонка. Состав смеси.
- •Закон распределения. Экстракция.
- •Л ед вода пар
- •Определить в этой системе число фаз, число независимых компонентов и
- •Диаграммы состояния
Двухкомпонентные системы.
Двухкомпонентными системами являются сплавы двух различных металлов, солей, минералы, любой раствор, состоящий из растворителя и одного растворенного вещества.
По правилу фаз Гиббса в 2-х компонентной системе равновесие возможно при
-
Число фаз
Правило фаз Гиббса С=К-Ф+2
1
С=2-1+2=3
2
С=2-2+2=2
3
С=2-3+2=1
4
С=2-4+2=0
Из анализа 2-х компонентных систем по правилу фаз следуют такие заключения:
Наибольшее число фаз, находящихся в равновесии в 2-х компонентной системе равно 4. Это две твердые фазы I и II компонента, жидкая фаза и пар.
Наибольшее число степеней свободы в 2-х компонентой системе равно 3 - это t, Р и концентрация одного из компонентов С.
Концентрация другого компонента величина зависимая и описывается уравнением:
С2 = 100% - С1
Т.о. полная диаграмма состояния 2-х компонентной системы должна строиться по трем пространственным осям - t, Р и состав.
В большинстве случаев 2-х компонентные системы являются сконденсированными, т.е. состоят из жидкости и твердого вещества.
Величина давления пара не влияет на их равновесие и поэтому не учитывается. Правило фаз упрощается
С = К – Ф + 1
Диаграмма состояния конденсированных 2-х компонентных систем может быть построена на плоскости t- состав. Она называется диаграммой плавкости.
Это график зависимости t плавления (отвердения) каждого из компонентов от их концентрации в системе. Диаграмму плавкости строят на кривых охлаждения или нагревания. Они представляют зависимость t 2-х компонентных систем определенного состава от времени при их равномерном охлаждении или нагревании.
Условия равновесия и состав фаз конденсированных 2-х компонентных систем зависят от характера взаимодействия.
2-х компонентные системы без химического взаимодействия.
Неизоморфные конденсированные системы.
Системы с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и взаимной нерастворимостью в твердом состоянии.
Кривые 1, 2, 3, 4 характеризуют охлаждение сплавов обоих компонентов с избытком одного из них. В начале t жидкого сплава равномерно снижается. При некоторой t скорость охлаждения замедляется и наклон кривой становится меньше. Это объясняется тем, что в сплаве появляются кристаллики избыточного компонента и выделяющаяся при этом теплота кристаллизации частично компенсирует теплоту плавления.
По мере выделения кристаллов вещества сплав обедняется им и поэтому t кристаллизации снижается. Наконец, при определенной t состав жидкой фазы сплава становится таким, что оба вещества кристаллизуются одновременно. Температура при этом остается постоянной пока сплав не отвердеет полностью. После этого начинается равномерное охлаждение твердого сплава.
Кристаллизация сплавов начинается при разных t в зависимости от исходного содержания каждого компонента. Окончательное отвердение происходит при одной и той же температуре.
Минимальная t , при которой начинается плавление 2-хкомпонентной системы (или заканчивается кристаллизация расплава), называется ЭВТЕКТИЧЕСКОЙ температурой Тэ .
