8 Реакции в гетерогенных системах

Это распространенный способ получения новых соединений. В этих условиях реакция образования

соединения в пределах одной фазы чаще всего совмещается с выделением его в другую фазу.

Кристаллизация из расплава. Этот способ кристаллизации осуществляется в отсутствии растворителя. Твердые вещества, в стехиометрическом отношении, переводят в расплав и ведут кристаллизацию при медленном его охлаждении.

Если требуется получить хорошо образованные кристаллы, то более благоприятные условия для этого создаются при некотором отклонении от стехиометрического состава. Условия моновариантного равновесия (Линии описывают условия сосуществования 2-х фаз (число степеней свободы = 1), благоприятны для роста крупных кристаллов, чем условия нонвариантного равновесия, когда кристаллизация идет спонтанно из большого числа зародышей, в результате чего образуется много кристаллитов неправильной формы.

Гиббс доказал, что для равновесной системы, сумма числа степеней свободы (с) и числа фаз (Ф) равна числу компонентов системы (k) увеличенному на 2:

c = k - ф+2.

Число 2 подразумевает два фактора равновесия - температуру и давление. Если один из параметров - величина постоянная (система исследуется при постоянном давлении или температуре), то вариантность (число степеней свободы) системы уменьшается на единицу : с = k - ф + 1 В отдельных случаях, система может определяться большим числом параметров (напряжённость магнитного поля, величина поверхности коллоидной частицы и пр.). В этом случае, должна изменяться цифра (число параметров) в выражении правила фаз: с = k - ф + 3.

Стехиометрический состав вещества при непосредственном сплавлении зависит от ряда причин: точности взятия навески, потерь, связанных с улетучиванием части компонентов, их взаимодействия с материалом тигля, газами атмосферы, защитным флюсом.

Современная техника плавки значительно усовершенствована: применяют брикетирование компонентов при высоких дав- лениях, высокий вакуум, плавку в атмосфере инертного газа, высокочастотный нагрев, дуговую плавку, плавку в электронном луче и во взвешенном состоянии.

9 Получение соединения, плавящегося инкогруэнтно

Получение соединения, плавящегося инконгруэнтно (плавление с разложением) в чистом состоянии, осложняется тем, что перитектическая реакция между двумя твердыми фазами и жидкостью протекает медленно и практически никогда не проходит до конца. В этом случае для получения химического соединения возможны:

- кристаллизация соединения в интервале между температурами перитектической реакции и лежащей ниже эвтектики с последующим отделением первично выделявшихся кристаллов от эвтектики (механическая смесь кристаллов) фильтрованием или химическим травлением;

- спекание спрессованных материалов шихты приемами порошковой металлургии при температурах немного ниже перитектической реакции. Дополнительными средствами получения однородной массы при этом является применение вибрации, ультразвука, тока высокой частоты и давления в процессе спекания.

Диаграммы состояния систем с инконгруэнтно плавящимися промежуточными фазами.

Промежуточные фазы, при плавлении которых состав образующейся   жидкой фазы отличается от состава твердой фазы, называются инконгруэнтно плавящимися (инконгруэнтный –  несовпадающий).