Үздіксіз және сәйкестік принциптері

Физико-химиялық талдаудың кең қолданылуы жүйенің химиялық әрекеттесу компоненттері мінезінің зерттеуінің геометриялық әдісінің оңайлығы мен көрнекілігімен түсіндіріледі.Құрам-қасиет диаграммасының тұрғызылу әдістемесі Н.С.Курнаковпен тұжырымдалған 2 принципке негізделеді.

Сәйкестік принципі:Бұл принципке сәйкес – бір уақытта болатын әрбір фазаға белгілі геометриялық бейне сәйкес.

Мысалы:

• Ликвидус қисық сызығына сұйық ерітіндінің болуы сәйкес

• Солидус түзу сызығына қатты күйдегі компоненттер арасындағы еріткіштің жоқ болуына сәйкес.

Үздіксіздік принципі:Бұл принципке сәйкес – жүйенің күйін анықтайтын параметрдің үздіксіз өзгеруі кезінде бөлек фазалардың қасиеттері үздіксіз өзгереді.

Осылай, қатты немесе сұйық ерітінділер құрамы үздіксіз өзгерсе олардың қасиеттері (мысалы,меншікті электр өткізгіштік,тұтқырлық,балқу t-сы және т.б.) үздіксіз өзгереді.

Су диаграммасын талдау

Біркомпонентті жүйелердің диаграммасын талдау жоспары:

1.Зерттелетін жүйенің күй диаграммасының ерекшелігін атау.

2.Диаграмманы тұрғызу

3.Барлық облысты фазалар бойынша жазу, диаграммадағы сызық пен нүктелердің қызметін түсіндіру

4.Гиббстің фазалар ережесі бойынша диаграммаға тән нүктелерді талдау.

1. Су диаграммасының мысалында біркомпонентті жүйелердің күй диаграммасын қарастырайық. Су диаграммасының ерекшелігі болып тұрақты тепе-теңдік облыстағы судың 3 агрегаттық күйде болуы табылады (сурет 3).

2.

3. АОВ – судың газ тәрізді күй аймағы

ВОD – судың сұйық күй аймағы

АОD – судың қатты күй –мұз аймағы

Сызықтар:

АО – будың мұзбен тепе-тең сызығы

А О → мұз бу

О В → бу сұйықтық

О D →сұйықтық мұз

т .О→ бу сұйықтық мұз

4. С=к-ф+2(Р,Т)

С_1÷3=1-1+2=2 – жүйе бивариантты, фазалық тепе-теңдікті өзгертпей белгілі бір шекте екі параметрді өздігінен өзгертуге болады.

С_4÷6=1-2+2=1 – жүйе моновариантты, фазалық тепе-теңдікті өзгертпей белгілі бір шекте тек бір параметрді өздігінен өзгертуге болады.

С₀=1-3+2=0 – жүйе нонвариантты, яғни фазалық тепе-теңдікті өзгертпей ешқандай параметрді өзгертуге болмайды.

Варианттылық дегеніміз – қарастырылатын шартта жүйенің тепе-теңдік фазалық күй саны.

Полиморфизм

Температураның немесе қысымның өзгеруі кезіндегі қатты күйдегі кейбір заттар өздерінің құрылысын және қасиеттерін өзгертеді.

Бір заттың бірнеше кристалдық күйде болу құбылысын полиморфизм немесе аллотропия деп атаймыз. Бір заттың әртүрлі кристалдық күйі полиморфты немесе аллотропиялық модификациялары деп аталады. Мысалы,темірдің көлемцентрлі және жақцентрлі кубты торы бар.

Қысымның аздаған өзгерісі әдетте полиморфты өзгерістерге әкеледі,сондықтан біріншіден t-лық аллотропия байқалады.

Күкірт диаграммасын талдау

Күкірт қатты күйде екі критикалық құрылымда болады: моноклинді және ромб тектес.

АО₁О₂В – S_бу

BO₂O₃D – S_сұй

О₁О₂О₃ – S_{моноклин}

АО₁О₃D – S_ромб

А О₁ → S_р S_б

О ₁О₂ → S_м S_б

О ₂В → S_б S_с

O ₂O₃ → S_с S_м

O ₃D → S_с S_р

О ₁О₃ → S_м S_р

т .О₁ → S_б S_м S_р

т .O₂ → S_б S_с S_м

т .O₃ → S_с S_м S_р

С=к-ф+2(Р,Т)

С_1÷4=1-1+2=2 – жүйе бивариантты, фазалық тепе-теңдікті өзгертпей белгілі бір шекте екі параметрді өздігінен өзгертуге болады.

С_5÷10=1-2+2=1 – жүйе моновариантты, фазалық тепе-теңдікті өзгертпей белгілі бір шекте тек бір параметрді өздігінен өзгертуге болады

СО₁,О₂,О₃=1-3+2=0 – жүйе нонвариантты, яғни фазалық тепе-теңдікті өзгертпей ешқандай параметрді өзгертуге болмайды.

Бақылау сұрақтары:

1. Физикалық ұғымдар: гомогенді жүйе, фаза, параметр, варианттылық, компонент, фазалық тепе-теңдік, интенсивті параметрлер.

2. Су диаграммасын толық талдау.

3. Күкірт диаграммасын толық талдау..

Глоссарий:

1. Полиморфизм – бір заттың бірнеше кристалдық күйде болу құбылысы.

2. Полиморфты модификациялар – бір заттың әртүрлі кристалдық күйі.

Блиц-тест:

1. Полиморфизм деген не? Полиморфизм- бұл заттар ... бола алатын құбылыс

a) Қатты күйде әр түрлі кристалдық формаларда

b) Әр түрлі агрегаттық күйлерде

c) Сұйық күйде

d) Плазмалық күйде

e) Газ күйінде

2. Жалпы Гиббстың фазалар ережесінің дұрыс теңдеуін көрсетіңдер

a) С = К- Ф +2

b) С= К + Ф -1

c) С = К – Ф – 1

d) С = Ф + 2 – К

e) С = К- Ф + 1

3. Бір компонентті жүйенің күй диаграммасында неше үштік нүктелер болуы мүмкін??

a) үштен көп емес

b) Біреу да емес

c) Бірден көп емес

d) Компоненттердің табиғатымен анықталады

e) Екіден көп емес

4. Бір компонентті жүйенің диаграммасындағы үштік нүктеде еркіндік дәрежесінің саны неге тең?

a) 0

b) 1

c) 2

d) 3

e) 4

5. Күкірт диаграммасынада неше үштік нүкте бар?

a) 3

b) 2

c) 0

d) 1

e) 4

6. 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

7. Жүйенің компоненті деген не? Жүйенің компоненті деп ... аталады

a) Берілген жүйенің барлық фазаларын қайта өндіру үшін қажетті және жеткілікті химиялық қосылыстардың санын

b) Жүйенің химиялық қосылыстары

c) Әр түрлі фазаларда орналасатын химиялық қосылыстар

d) Берілген жүйенің әр түрлі фазаларын қайта өндіру үшін қажетті жеке химиялық қосылыстарды

e) Заттың ең ұсақ бөлінбейтін бөлшегі

8. Еркіндік дәрежесі деген не? Еркіндік дәрежесі деп ... параметрлер санын айтады

a) өзгеру кезінде фазалық тепе-теңдік ығыспайтын

b) Еркін өзгертуге болатын

c) өзгеру кезінде фазалар саны өзгермейтін

d) өзгеру кезінде фазалар табиғаты өзгермейтін

e) Өзгеру кезінде фазалық тепе-теңдік ығысатын

9. Егер еркіндік дәрежесінің саны 0-ге тең болса, жүйе қандай жағдайда болады?

a) Жүйе фазалар санымен табиғатын өзгерте алалмайды

b) Жүйенің бір да бір сипаты фазалар санының өзгерісісіз өзгермейді

c) Жүйе ортамен энергия алмасуға түсе алмайды

d) Фазалар саны өзгермей әрбір фазадағы сыртқы параметрлер мен концентрация өзгермейді

e) Еркіндік дәрежесі бойынша жүйе күйін сипаттауға болмайды

10. Фазалық тепе-теңдіктің шарттарын атаңдар

a) Фазалардың саны мен табиғатының тұрақтылығы

b) Фазалар санының тұрақтылығы

c) Фазалар табиғатының тұрақтылығы

d) Фазалар саны мен олардың сандық қатынасының тұрақтылығы

e) Фазалардың сандық қатынасының тұрақтылығы