Берілген температурада диаграммадағы барлық сұйық фазалар құрамын анықтау.

Күрделі күй диаграммасын типтік талдау

1. Диаграмма ерекшелігі.

Зерттеліп отырған Mg – Sn диаграммасы бірінші, екінші және бесінші типті қарапайым диаграмма элементтерінен құралған, сондықтан, берілген диаграмманың ерекшелігі келесідей:

• Компоненттер сұйық күйде шексіз ериді;

• Өзара тұрақты химиялық қосылыс Mg₂Sn түзеді. 778⁰С температурада К конгурентті балқу нүктелі.

• Қатты күйде Mg – Sn жүйесі шектеулі түрде ериді, α – қатты ерітінді түзеді (Mg – еріткіш, Sn – еріген зат. 561⁰С эвтектикалық температурада жоғары ерігіштікке ие, 3,45% Sn).

3. Негізгі нүктелерді, сызықтарды, диаграмма аймақтарын талдау.

• нүкте а – таза Mg балқу нүктесі, Т=650⁰С;

• нүкте Э₁ – Mg және Mg₂Sn эвтектикалық нүктесі, 561⁰С температурада;

• нүкте К – балқудың және аралық тұрақты қосылыс Mg₂Sn диссициациясының конгурэнтті нүктесі, 778⁰С темпетарурада;

• нүкте Э₂ - Mg₂Sn және Sn эвтектикалық нүктесі, 200⁰С температурада;

• нүкте b – таза Sn балқу нүктесі, 232⁰С температурада;

• аЭ₁КЭ₂b – ликвидус сызығы, Mg – Sn жүйесі жоғарыда шексіз ериді;

• mn – қос эвтектика Э₁ сызығы, Mg₂Sn аралық қосылыс кристалдарынан және α - қатты ерітіндісінен тұрады;

• dr – қос эвтектика Э₂ сызығы, Sn және Mg₂Sn кристалдарынан тұрады;

• І – L_р-р - аЭ₁КЭ₂b ликвидус сызығынан жоғары аймақ – сұйық күйде Mg және Sn шексіз ерігіштікте болады;

• ІІ – α_қ.еріт – Mg-де Sn қатты ерітіндісі аймағы;

• ІІІ (α_қ.еріт + L_{1 еріт} ) – қос фазалы аймақ, L₁ сұйық ерітіндіден және α қатты ерітіндісінің алғашқы кристалдарынан тұрады;

• IV - (L_{2 еріт.} + Mg₂Sn_кр) – қос фазалы аймақ, L₂ сұйық ерітіндіден және Mg₂Sn аралық қосылыстың алғашқы кристалдарынан тұрады;

• V - (L_{3 еріт.} + Mg₂Sn_кр) – қос фазалы аймақ, L₃ сұйық ерітіндіден және Mg₂Sn аралық қосылыстың алғашқы кристалдарынан тұрады;

• VI - (L_{4 еріт.} + Mg₂Sn_кр) – қос фазалы аймақ, L₄ сұйық ерітіндісінен және Sn алғашқы кристалдарынан тұрады;

• VII - (Mg₂Sn_кр + Sn_кр) – қос фазалы аймақ, Mg₂Sn және Sn кристалдарының механикалық қоспасынан тұрады;

• VIII - (L_{қ еріт.} + Mg₂Sn_кр) – қос фазалы аймақ, ~330⁰С температураға дейін α қатты ерітінді және Mg₂Sn кристалдарынан тұрады;

• ІХ - (Mg_кр + Mg₂Sn_кр) – қос фазалы аймақ, 330⁰С температурадан төмен Mg аралық қосылыс Mg₂Sn кристалдарынан тұрады.

4. - Зерттеліп отырған жүйенің компоненттері:

Mg және Sn (магний - қалайы);

- Фазалары: - сұйық балқыма L_еріт.;

- Mg-дегі Sn қатты ерітіндісі – α;

- кристалдар: қалайы, магний, Mg₂Sn

- эвтектикалар: Э₁ (L_{қ еріт.} - Mg₂Sn_кр) және

Э₂ (Mg₂Sn_кр - Sn_кр)

- Еркін дәреже саны нөлге тең болатын нонвариантты нүктелер:

а® Mg_c ó Mg_қ

b ® Sn_с ó Sn_қ

К ® Mg₂Sn ó L_еріт. (Mg-де Sn)

Э₁ ® L_еріт. ó Э₁ (α_қ.еріт. + Mg₂Sn_кр)

Э₂ ® L_еріт. ó Э₂ (Mg₂Sn_кр + Sn_кр)

5. Салқандау қисығын талдау.

• К және Sn – бұл тұрақты температурада кристалданатын таза Sn және аралық қосылыс Mg₂Sn-нің салқындау қисығы. – Q_сал. жылуын жоғалта отырып қисық бойымен кристалдану температурасына дейін бірқалыпты төмен түседі. Кристалдану температурасындағы температура тұрақтылығы осы температурада жүретін екі процеспен түсіндіріледі: Q_кр жылуын бөлетін кристалдану процесі және кристалдану температурасынан төмен қоршаған ортаға Q_сал жылуын жоғалта отырып қисық бойымен бірқалыпты төмен түсуі жүреді;

• Э₂ қисығы – бұл таза зат сияқты кристалданатын эвтектиканың кристалдану қисығы, бірақ ең төменгі кристалдану температурасына ие;

• 1 құрамды жүйенің қисығы - ∆τ, уақытта Q_сал жылуын жоғалтып салқындау жүреді. Т_бас кезінде кристалдану α қатты ерітіндісінің кристалдарын түзумен басталады. Қисық дөңес болады, себебі ∆τ₂ уақытта Q_сал жоғалу жылуы α _{қ. еріт.}-сінің Q_кр жылуымен өтеледі. Т_аяқ кезінде кристалдану тоқтайды. Одан әрі қайта кристалдану температурасына дейін ∆τ₃ уақытта Q_сал жылуын жоғалта отырып α _{қ. ер.} Салқындауы жүреді. Т_{қай. кр.} Кезінде қайта кристалдану жүреді. Қисық дөңес болады, себебі Q_сал жоғалған жылудың бөлігі Q_{қай. кр,} қайта кристалдану жылуымен өтеледі.

• Қисық 2 - ∆τ₁ уақытта жылу жоғалта отырып сұйық ерітіндінің салқындауы жүреді. Т_б кезінде ∆τ₂ уақытта кристалдану Mg₂Sn артық кристалдарының түсіп қалуымен басталады. Қисық дөңес, себебі Q_сал жылуының бөлігі Q_кр жылуымен өтеледі. Т_эвт жеткенде Т_эвт=const=200⁰C температура кідірісі байқалады. Q_сал=-Q_кр 2 сынаманың толық кристалдануына дейін кідіреді, ал одан әрі бөлме температурасына дейін Q_сал жылуын жоғалта отырып температура төмендеуі жүреді.

6. Тән нүктелерді Гиббстің фазалар ережесі бойынша талдау.

Талдауда конденсацияланған жүйе үшін Гиббстің фазалар ережесі қолданылады:

С = К – Ф + 1{T}

1÷3 нүктелеріндегі сынамалар бірфазалы аймақта жатады, сондықтан:

С_1÷3=2-1+1=2 – жүйе бивариантты, яғни екі параметрді фазалық тепе-теңдік бұзбай-ақ ерікті түрде ауыстыруға болады.

4÷9 нүктелеріндегі сынамалар қос фазалы аймақта орналасқан, сондықтан:

С_4÷9=2-2+1=1 – жүйе моновариантты.

а, в, к нүктелері компоненттер саны бірге тең болатын химиялық қосылыстардың температуралық осінде жатады, ал фазалар саны екіге тең, себебі:

А_с ó A_қ

В_с ó В_қ

Mg₂Sn_с ó Mg₂Sn_қ

С_а,в,к=1-2+1=0 – жүйе нонвариантты.

Эвтектикалық нүктеде тепе-теңдік үш фаза болады:

L_ер. ó Э₁ (α_қ + Mg₂Sn_кр)

L_ер. ó Э₂ (Mg₂Sn_кр + Sn)

- жүйе нонвариантты.

7. Канода бойынша талдау.

Нүкте 6, канода х₁ х₂

1. Фазалар саны:

Ф=2

2. Фазалар табиғаты:

Ф₁=L_ер.

3. Фазалар құрамы:

L_ер. (73% Sn + 27% Mg)

Mg₂Sn_кр – 100% Mg₂Sn (33% Sn + 67% Mg)

4. Фазалардың сандық қатынасы:

Нүкте 7, канода х₁ х₂

5. Фазалар саны:

Ф=2

6. Фазалар табиғаты:

Ф₁= Mg₂Sn_кр

Ф₂= α_қ.ер.

7. Фазалар құрамы:

Mg₂Sn_кр – 100% Mg₂Sn (33% Sn + 67% Mg)

L_қ.ер. (0,95% Sn + 99,05% Mg)

8. Фазалардың сандық қатынасы:

8. Сынамаларды кристалдану тізбегі арқылы талдау.

Нүкте 1.

100%

Нүкте 2.

НЭ₂ 100%

9. 300⁰С температурада құрамы 20% Sn болатын жүйе үшін фазаларда қатар жүретін әрбір компоненттің концентрацияларын анықтаймыз.

Фазалар: (Mg_кр + Mg₂Sn_кр)

Mg₂Sn_кр – 100% Mg

Mg₂Sn_кр – 100% Mg₂Sn (33% Sn + 67% Mg)

Mg₂ Sn_кр – 100% Mg₂ Sn(33% Sn + 67% Mg)

10. Жалпы масса 100 г тең. 400⁰С температурада құрамы 50% Sn болатын нүкте 6 фазаларының массасын анықтаймыз.

Әрбір фазадағы компоненттердің массасын анықтаймыз.

11. Нүкте 6 фазаларындағы компоненттердің мольдік үлесін анықтаймыз.

12. Эвтектикалардың құрамдарын және координаталарын анықтаймыз.

Координаталары

Құрамы

Координаталары

Құрамы

13.1. Құрамы 50% Sn 1 кг балқыма Т=475⁰K-де d₁d=92-33=59:

13.2. Құармы 20% Sn 1 кг балқыма Т=561+273=834⁰K-де:

Э₁n=33-10,5=22,5

14. 40% Sn құрайтын балқыма қата бастайтын температура:

Т_x=740+273=1013⁰K

15. 400+273⁰=673⁰K температурада барлық қатты фазалар құрамын анықтаймыз:

16. 600+273⁰=873⁰K температурада барлық сұйық фазалар құрамын анықтаймыз.

L_III=>50%Sn+50%Mg

L_IV=>13%Sn+87%Mg

L_V=>54%Sn+46%Mg

Өздігінен шығаруға арналған диаграммалар

1-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

2-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

3-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

14.

15.

16.

4-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

5-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

6-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

7-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9.

9. 

10. , егер

13.

14.

15.

16.

8-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

12.

14.

15.

16.

9-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

10-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

12.

14.

15.

16.

11-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

12-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9.

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

13-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

14-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9.

10.

11. , егер

13.

14.

15.

16.

15-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

16-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

17-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

18-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

19-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

20-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

21-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

22-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

23-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

24-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

25-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9. 

10. 

11. , егер

13.

14.

15.

16.

26-нұсқа

Келесі шарттар бойынша диаграмманы талдау:

9.

9. 

10. , егер

13.

14.

15.

16.

Мәнжазба тақырыптары:

1. Физика-химиялық талдау. Термиялық талдау.

2. Эвтектикасы бар жүйелер.

3. Конгруэнтті және инконгруэнтті химиялық байланыстары бар жүйелер.

4. Компоненттері бір-бірінде шекті және шексіз еритін қатты ерітінділері бар жүйелер.

5. Сұйық фазада шекті еритін жүйелер.

Блиц - тест:

1. Сұйық және қатты күйде толық ерігіштіктің геометриялық белгісін атаңдар

A) Кисықсызықты ликвидус және солидус сызықтары бірінші компоненттің температуралық осіндегі бір нүктеден шығып, екінші компоненттің осінде қиылысады

B) ликвидус және солидус сызықтары қисық

C) ликвидус және солидус қисық сызықтары бір бірімен қиылысады

D) ликвидус және солидус қисық сызықтары бір бірімен қиылыспайды

E) ликвидус және солидус сызықтары түзу

2. Тұрақсыз аралық қосылыстың геометриялық белгісін атаңдар

A) Егер аралық қосылыстың температуралық осі перитектика сызығына тірелетін болса

B) Егер ликвидус және солидус сызықтары жанасатын болса

C) Егер аралық қосылыстың температуралық осі ликвидус сызығына тірелетін болса

D) Егер аралық қосылыстың температуралық осі эвтектика сызығына тірелетін болса

E) Егер қисықсызықты ликвидус және солидус сызықтары бірінші компоненттің температуралық осіндегі бір нүктеден шығып, екінші компоненттің осінде қиылысатын болса

3. Екі компонентті жүйедегі фазалардың максимальді саны неге тең?

A)

B)

C)

D)

E)

4. Перитектика деген не? Перитектика деп ... айтады

A) Балқыма мен артық компоненттің кристалдарының аралық тұрақсыз қосылыстың кристалдарымен тепе-теңдік қоспасы

B) Балқыманың артық компоненттің кристалдарымен қоспасы

C) Балқыма мен артық компоненттің кристалдарының аралық тұрақты қосылыстың кристалдарымен тепе-теңдік қоспасы

D) Балқыма мен артық компоненттің кристалдарының аралық қатты ерітіндінің кристалдарымен тепе-теңдік қоспасы.

E) Балқыма мен артық компоненттің кристалдарының аралық қатты ерітіндімен тепе-теңдік қоспасы

5. Екі компонентті жүйенің эвтектикалық нүктесінде қандай фазалар орналасады?

A) Сұйық балқыма және екі қатты фаза

B) Қатты фаза және екі сұйық фазалар

C) үш қатты фаза

D) үш сұйық фаза

E) Екі сұйық фаза

Әдебиеттер тізімі

1. Пономарева К.С., Гугля В.Г., Никольский Г.С. Сборник задач по физической химии: Уч. пособие. - 2-е изд., испр. - М.: Издательский Дом МИСиС, 2008. – 340 с.

2. Еремин В.В., Каргов С.И., Успенская И.А., Кузьменко Н.Е, Лунин В.В.Основы физической химии. Теория и задачи: Учеб.пособие для вузов. – М.:Издательство «Экзамен», 2005.- 480 с.

3. Симбинова К.Ж., Дюсекенова С.Р., Байсанова Ш.З. «Физико-химический анализ диаграмм состояния»: Методическое пособие по курсу «Физическая химия» для студентов химических, металлургических и технологических специональностей ВУЗов – Актобе: АГУ им. К.Жубанова, 2004. -152 с.

4. Белащенко Д.К., Гущина Е.И. Физическая химия: Химическая термодинамика: Метод. указание. – М.: Изд. Дом МИСиС, 2006. – 20 с.

№14 практикалық жұмыс

Үш компонентті жүйелердің кеңістік диаграммаларын тұрғызу және талдау

Жұмыс мақсаты: Үш компонентті жүйелердің кеңістік диаграммаларын тұрғызу.

Жұмыс жоспары:

1. Үш компонентті жүйелердің кеңістік диаграммаларын тұрғызу.

2. Диаграмманың тұрғызу үлгісі.

3. Өздігінен есептеуге арналған диаграммалар.

Кілт сөздер: Үш компонентті жүйе, кеңістік диаграммасы

Бақылау сұрақтары:

1. Физикалық ұғымдар: компонент, еркіндік дәрежесі, фаза, перитектика, канода, фазалық тепе-теңдік

2. Ергіштік бойынша диаграммалар белгілерінің геометриялық ерекшеліктері.

3. Үш компонентті жүйелердің кеңістік диаграммаларын талдау.

Глоссарий:

1. Эвтектоидтық айналу – бұл қатты ерітіндіден эвтектиканың ұсақ кристалдарының түзілу үдерісі.

2. Эвтектикалық айналулар – бұл сұйық ерітіндіден эвтектикалық ұсақ кристалдарының түзілу үдерісі.

3. Перитектикалық айналу – бұл аралық берік емес қосылыстың сұйық балқыма және артық компоненттің кристалдарына ыдырау үдерісі.

4. Перитектика – бұл аралық берік емес қосылыс кристалдарының сұйық балқымамен және артық компоненттің кристалдарымен тепе-теңдік қоспасы.

5. Перитектоид – бұл 2 қатты ерітіндінің бір жаңа ерітіндінің кристалдық құрылысымен тепе-теңдік қоспасы.

6. Монотектика – бұл артық компоненттің кристалдары бар 2 қаныққан сұйық ерітіндінің және бір қанықпаған сұйық ерітіндінің тепе-теңдік қоспасы.

Қысқаша теория Кеңістік диаграмманы тұрғызу және талдау әдістемесі

- сұйық күйде компоненттер шексіз ериді,қатты күйде мүлдем ерімеиді;

- зерттелетін компоненттердің ұқсас дисперсті қоспасының жай эвтектикасын түзейді.

Тұрғызу әдістемесі

1. Парақтың төменгі жағында төбесі төмен қараған үшбұрыш алынады.

2. Үшбұрыштың төбелеріне температуралық осьтер өткізілген

3. Температуралық осьтерде барлық үш компоненттердің кристалдану бастау температурасын аламыз.

4. Әрбір жақта әрбір температураның биіктіктерінде солидус сызықтары алынысады - қос эвтетика сызықтары.

5. Қос эвтетика сызықтарында қос нүктелері алынады және қос ликвидус сызықтары арқылы температураның ось түрде жеткен компонентердің кристалдану температурасымен қосылады.

6. Кейбір температуралық биіктікте үшбұрыштың табанына жақын және паралельді концентрациямен үшбұрыш тұрғызылады.Бұл үштік эвтетикалық үшбұрышы.

7. Алынған үшбұрышта үштік эвтетика нүктесі алынады және қисық ликвидус сызықтры арқылы өос эвтетика нүктелерімен қосылады.

8. Қос эвтетика нүктелерінен эвтетикалық үшбұрышқа перпендикуляр түсіріледі. Алынған нүтелер ............ эвтетика нүктесімен қосылады.

9. 

Э₁,Э₂,Э₃ – екілік эвтетика нүктесі

Э₀ – үштік эвтетика нүктесі

А₀, B₀, D₀ – таза компоненттік кристализация нүктесі

Екілік эвтетика сызығы – солидус сызығы

А_ТB_ТD_Т – үштік эвтектиканың солидус беті

Ликвидус беттері.

Э₁Э_1Т Э₀Э₁ – екілік эвтектиканың Э₁ кристаллизация беті.

Э₂Э_2Т Э₀Э₂ – екілік эвтектиканың Э₂ кристаллизация беті.

Э₃Э_3Т Э₀Э₃ – екілік эвтектиканың Э₃ кристаллизация беті.

Солидус сызығынан жоғары сұйық ерітінді облысы жатады.

Солидус бетімен ( а _0, в _0, d ₀ ) төмен барлық үшкрмпаненттер кристалдарының механикалық қоспасының облысы жатады.

Концентрленген ертінділер үшін Гиббстің фазалар ережесін қарастырайық.:

С=к-ф+1(Т)

С₁=3-1+1=3 – түшвариантты

С_2÷4=3-2+1=2 – бивариантты

С₅=3-3+1=1 – моновариантты

СЭ₀=3-4+1=0 – нонвариантты

СА₀,В_0,D₀=1-2+1=0 – нонвариантты

С Э_1,Э_2,Э₃=3-4+1=0 – нонвариантты

1 нүктесіндегі кристаллизацияның реттілігін қарастырйық.

Мәнжазба тақырыптары:

1. Үштік жүйелерді графикалық елестету.

2. Үш компонентті сұйық жүйелер.

3. Үштік эвтектикасы бар үш компонентті жүйелер.

Блиц - тест:

1. 3-компонентті жүйедегі фазалардың максимальді саны неге тең?

A)

B)

C)

D)

E)

2. Механикалық қоспалар кристалдануының ерекшеліктерін және себебін атаңдар?

A) Басында артық компоненттің кристалдануы жүреді және - Q_сал ≻ Q_КР, содан соң эвтектика кристалданады және - Q_САЛ = Q_КР

B) Басында артық компонент тұрақты температурада кристалданады, мұнда - Q_САЛ = Q_КР , содан соң температуралар интервалында механикалық қоспа кристалданады, мұнда

- Q_САЛ ≻ Q_КР

C) Басында эвтектика кристалданады және - Q_САЛ = Q_КР, содан соң артық компоненттің кристалдануы жүреді және - Q_сал ≻ Q_КР

D) Кристалдану тұрақты температурада өтеді және - Q_САЛ = Q_КР

E) Кристалдану температуралар интервалында өтеді, мұнда - Q_САЛ ≻ Q_КР

3. Гетерогенді деп қандай жүйені атайды?

A) Бір-бірінен фаза бөлуші шекара арқылы бөлінген жүйенің түрлі бөліктерінде түрлі физика-химиялық қасиеттері байқалатын жүйені

B) Барлық көлем бойынша физика-химиялық қасиеттері бірдей

C) Бір-бірінен фаза бөлуші шекара арқылы бөлінген және интенсивті қасиеттер бойынша ерекшелінетін бөлшектерден құралған жүйені

D) Бір-бірінен фаза бөлуші шекара арқылы бөлінген және экстенсивті қасиеттер бойынша ерекшелінетін бөлшектерден құралған жүйені

E) Барлық көлемі бойынша эктсенсивті қасиеттері бірдей жүйені

4. Қандай балқымаларда тұрақты кристалдану температурасы бар?

A) Таза компоненттерде және эвтектикалық құрамы бар балқымада

B) Айнымалы құрамды балқымаларда

C) Тұрақты құрамды балқымаларда

D) Ерітінділерде

E) Эвтектикалық құрамы бар балқымадаа

5. Бір компонентті жүйелердің диаграммаларында екі фазалық тепе-теңдіктің сызықтарын қандай теңдеу суреттейді?

A) Клаузиуса- Клапейрон теңдеуі

B) Гиббс - Дюгем теңдеуі

C) Вант – Гофф теңдеуі

D) Менделеева-Клапейрон теңдеуі

E) Жуховицкий теңдеуі

Әдебиеттер тізімі

1. Пономарева К.С., Гугля В.Г., Никольский Г.С. Сборник задач по физической химии: Уч. пособие. - 2-е изд., испр. - М.: Издательский Дом МИСиС, 2008. – 340 с.

2. Еремин В.В., Каргов С.И., Успенская И.А., Кузьменко Н.Е, Лунин В.В.Основы физической химии. Теория и задачи: Учеб.пособие для вузов. – М.:Издательство «Экзамен», 2005.- 480 с.

3. Симбинова К.Ж., Дюсекенова С.Р., Байсанова Ш.З. «Физико-химический анализ диаграмм состояния»: Методическое пособие по курсу «Физическая химия» для студентов химических, металлургических и технологических специональностей ВУЗов – Актобе: АГУ им. К.Жубанова, 2004. -152 с.

4. Белащенко Д.К., Гущина Е.И. Физическая химия: Химическая термодинамика: Метод. указание. – М.: Изд. Дом МИСиС, 2006. – 20 с.

№15 Практикалық жұмыс

Үш компонентті жүйелердің жазықтық диаграммаларын тұрғызу және талдау

Жұмыс мақсаты: Жазықтық диаграммаларын тұрғызу және талдау әдістемелері. Металлургиялық қождардың үштік диаграммасы.

Жұмыс жоспары:

1. Үш компонентті жүйелер компоненттерінің концентрациясын Гиббс, Розебом және заманауи әдістермен анықтау.

2. Есепті шығару үлгісі

3. Өздігінен шығаруға арналған есептер.

Кілт сөздер: Үш компонентті жүйе, жазықтық диаграмма

Бақылау сұрақтары:

1. Физикалық ұғымдар: құрамдас бөлік, параметр, эвтектика, диаграмма, Нұсқатілік, полиморфизм.

2. Диаграмма ерекшеліктерінің ергіштіктен басқа геометриялық белгілері.

3. Эвтектика және ерітінділер қалай кристалданады? (салқындату қисықсызығын көрсет және салқындату қисықсызығының белгілерінің себебін түсіндір).

4. Гиббстің фазалар ережесі нені анықтайды? Нұсқатілік 0,1,3-ке тең дегенді түсіндір.

5. Үш типті диаграмманы толық талдау.

Глоссарий:

1. Эвтектоидтық айналу – бұл қатты ерітіндіден эвтектиканың ұсақ кристалдарының түзілу үдерісі.

2. Эвтектикалық айналулар – бұл сұйық ерітіндіден эвтектикалық ұсақ кристалдарының түзілу үдерісі.

3. Перитектикалық айналу – бұл аралық берік емес қосылыстың сұйық балқыма және артық компоненттің кристалдарына ыдырау үдерісі.

4. Перитектика – бұл аралық берік емес қосылыс кристалдарының сұйық балқымамен және артық компоненттің кристалдарымен тепе-теңдік қоспасы.

5. Перитектоид – бұл 2 қатты ерітіндінің бір жаңа ерітіндінің кристалдық құрылысымен тепе-теңдік қоспасы.

6. Монотектика – бұл артық компоненттің кристалдары бар 2 қаныққан сұйық ерітіндінің және бір қанықпаған сұйық ерітіндінің тепе-теңдік қоспасы.

Қысқаша теория Жазықтық диаграмманы тұрғызу және талдау әдістемесі

Бұрын айтылғандай, үшкомпонентті жүйені зерттегенде кеңістік диаграммасын емес, оның үш жақты призма табанындағы проекциясын қолданған қолайлы. Суретте кеңістік диаграммасы табанында проекцияланған:

• таза компоненттер үшбұрыштың төбелерінде кристалдану температурасындағы өзгерістер нақты температуралармен жазылып көрсетілген;

• қос эвтектика нүктелері үшбұрыштың қабырғаларында проекцияланған;

• үш эвтектика нүктесі Е₀ үшбұрыш ішінде;

• қос эвтектика сызықтары: Э₀Э_{1 ,}Э₀Э₂, Э₀Э₃;

Диаграмманың ерекшелігін белгілеу үшін диаграмманың негізіне параллель изотермиялық сызықтар жүргізеді. Изотермаларды әрбір 200° сайын жүргіземіз.

Диаграммалардағы сипаттамалық нүктелердің толық талдау:

1. Құрамын анықтау

2. Кристалдану басталу температурасын анықтау

3. Еркіндік дәрежесінің санын анықтау

4. Тізбектеск кристалдануды суреттеу

1)

2) Т₁ = 1100° С

3) С = 3-2+1 = 2 – бивариантты

4)

Өзіндік шығаруға арналған есептер

1. Компоненттердің концентрациясын Гиббс, Розебом және заманауи әдіспен анықтау.

Мәнжазба тақырыптары:

1. Үштік жүйелерді графикалық елестету.

2. Үш компонентті сұйық жүйелер.

3. Үштік эвтектикасы бар үш компонентті жүйелер.

Блиц - тест:

1. Гиббс әдісі арқылы құрамды қалай анықтайды?

A) Анықталатын компонент шыңына қарама-карсы жағына түсірілген биіктіктер кесінділері арқылы

B) Концентрациялы үшбұрыштың ішіндегі кесінділер арқылы

C) Зерттеліп отырған нүктеден үшбұрыштың жақтарына түсірлігнен түзулер кесінділері арқылы

D) Зерттеліп отырған нүктеден үшбұрыштың шыңдарына түсірлігнен түзулер кесінділері арқылы

E) Зерттеліп отырған нүктеден үшбұрыш жақтарының орталарына түсірілген түзулер кесінділері арқылы

2. 3 компонентті жүйенің жазық диаграммасында балқыманың бір ізді кристалдануын қалай анықтауға болады?

A) Зерттелетін нүкте және үшбұрыштың төбесі арқылы өткізілген түзу кесіндісінің қос эвтектика сызығымен қиылысқанша , содан соң осы сызық бойымен

B) Зерттелетін нүктенің изотермаларға қатысты жағдайы бойынша

C) Зерттелетін нүктеден екілік эвтектика сызығына дейін жүргізілген және сол сызық арқылы жүргізілген биіктік кесіндісі арқылы

D) Үшбұрыштың табанына параллель екілік эвтектика сызығына дейін жүргізілген және сол сызық арқылы жүргізілген сызық арқылы

E) Жазық диаграммада балқыманың кристалдануын анықтауға болмайды

3. Концентрациялық үшбұрыштың ішінде жататын нүктелер неше компоненттерден тұрады?

A) 3

B) 2

C) 1

D) 0

E) 4

4. Жазық диаграммадағы нүктенің орналасуы бойынша нені анықтауға болады осы нүктені толық сипаттау үшін?

A) Фазалар санын, табиғатын және құрамын

B) Фазалардың санын және құрамын

C) Фазалардың санын және құрамын, еркіндік дәрежесін

D) Еркіндік дәрежесін, фазалар санын

E) Еркіндік дәрежесін, кристалданудың температурасын және бір ізділігін

5. Фаза деген не? Фаза – бұл:

A) Физико-химиялық қасиеттері бірдей гетерогенді жүйе бөліктерінің жиынтығы

B) Интенсивті қасиеттері бірдей гетерогенді жүйенің бөлігі

C) Экстенсивті қасиеттері бірдей гомогенді жүйенің бөлігі

D) Экстенсивті қасиеттері бірдей гетерогенді жүйенің бөлігі

E) Интенсивті қасиеттері бірдей гомогенді жүйенің бөлігі

Әдебиеттер тізімі

1. Пономарева К.С., Гугля В.Г., Никольский Г.С. Сборник задач по физической химии: Уч. пособие. - 2-е изд., испр. - М.: Издательский Дом МИСиС, 2008. – 340 с.

2. Еремин В.В., Каргов С.И., Успенская И.А., Кузьменко Н.Е, Лунин В.В.Основы физической химии. Теория и задачи: Учеб.пособие для вузов. – М.:Издательство «Экзамен», 2005.- 480 с.

3. Симбинова К.Ж., Дюсекенова С.Р., Байсанова Ш.З. «Физико-химический анализ диаграмм состояния»: Методическое пособие по курсу «Физическая химия» для студентов химических, металлургических и технологических специональностей ВУЗов – Актобе: АГУ им. К.Жубанова, 2004. -152 с.

4. Белащенко Д.К., Гущина Е.И. Физическая химия: Химическая термодинамика: Метод. указание. – М.: Изд. Дом МИСиС, 200