2.2.3. Расчёты по диаграмме плавкости

Рассмотренная диаграмма неизоморфных веществ позволяет решить вопрос о том, в каком состоянии находится система, образованная данной парой веществ, при различных температурах и каков состав равновесных фаз. Например, исходный расплав содержит 20% В и 80% А. При 225 ⁰С (точка-r) он представляет собой гетерогенную систему из кристаллической и жидкой фаз. Чтобы определить составы этих фаз, надо провести горизонталь (ноду) через точку r до пересечения с границами области, в которой лежит эта точка. Перпендикуляр, опущенный из точки (t), покажет состав кристаллической фазы, в данном случае это кристаллы чистого вещества А (т.е. 100% А). Перпендикуляр, опущенный на ось абсцисс из точки (s), покажет состав жидкой расплавленной фазы, обогащённой веществом В относительно первоначально взятой смеси - это (40% В и 60% А).

По диаграмме можно определить относительные ко-личества, находящихся в равновесии фаз по правилу рычага (20). В соответствии с этим правилом: отношение массы жидкой фазы-(g_ж) к массе кристаллической фазы-(g_кр.) равно отношению отрезка (r t) к отрезку (r s), т.е. отрезка от точки, отвечающей данному составу (r) до линии твердого состава, к отрезку до линии жидкого состава:

(20)

Другими словами, массы равновесных фаз обратно пропорциональны отрезкам, на которые делит ноду фигуративная точка, отвечающая гетерогенной системе.

Если известна общая масса исходной взятой системы-(g), то по правилу рычага, из пропорции учитывая, что (g_ж + g_кр.) = g можно определить массы жидкой и кристаллической фаз, находящихся в равновесии при данной температуре или массу кристаллов, выделившихся в конце кристаллизации. Когда состав системы на диаграмме выражен в массовых процентах, как на рис.1 и масса исходной смеси взята в килограммах, то количество каждой фазы из данной пропорции будет определено в килограммах. Длины отрезков можно брать в массовых процентах по диаграмме. В рассматриваемом примере длины отрезков в массовых процентах по компоненту В составляют: длина отрезка (r t) равна (20% - 0%) = 20% , длина отрезка (r s) равна (40% - 20%) = 20%. Если состав системы на диаграмме плавкости выражен в молярных процентах или молярных долях, то длины отрезков берутся в этих же единицах, а количество смеси и количество каждой фазы (g , g_ж, g_кр.) подставляют и получают в киломолях.

Рассмотренная диаграмма неизоморфных веществ с эвте-ктикой, состоящей из чистых компонентов, встречается довольно часто среди металлических, солевых, органических систем. Например, системы: Аg – Pb; Zn – Sn; Bi – Cd; KCl – LiCl; AgBr – KBr; KNO₃ - NaNO₃; NH₄Cl - H₂O; NaNO₃ - H₂O; нафталин – дифениламин; нафталин – азобензол; дифениламин – азобензол. Эвтектики применяются для практических целей. Так для пайки свинцовых труб применяется легкоплавкий припой, состоящий из двух частей олова и одной части свинца, являющийся эвтектическим сплавом этих металлов. Эвтектические смеси применяются для получения искусственного холода, например, смесь шестиводного хлорида кальция со снегом даёт понижение температуры до – 50 ⁰С.