2649
.pdf
11
Приведенные выше три главные диаграммы состояния отвечают простейшим случаям. Встречаются диаграммы более сложной формы, сочетающие признаки, свойственные отдельным простейшим случаям.
Фазовые равновесия подчиняются законам термодинамики и правилу фаз и могут быть охарактеризованы диаграммами состояния и плавкости.
Практическая часть
В этой части работы Вам необходимо на основании кривых охлаждения (рис. 6,7) построить диаграмму состояния. По указанию преподавателя в лабораторную тетрадь переносятся кривые охлаждения, как изображено на
рис. 5.
t,0C 700 - |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
|
600 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
400 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
300 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
200 - |
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
Время, мин. |
|
|
А |
Состав |
В |
|
|
|
|
|
|
А |
100% |
50% |
0% |
|
|
|
|
|
В |
0% |
50% |
100% |
|
|
Рис. 5. Построение диаграммы состояния сплава |
|
|||||
Для построения диаграммы состояния на оси абсцисс откладываете состав сплава, а на оси ординат–температуру в соответствующих масштабах. По кривой охлаждения 1 (рис.5) определяете температуру плавления чистого вещества, в данном случае Pb, и отмечаете это значение на левой оси ординат. По кривой 2 (рис.5) определяете процентный состав сплава и температуру плавления его по точке перегиба. Соответствующие значения переносите на диаграмму состояния. Тоже самое определяете по кривой 4. По кривой 3 определяете состав и температуру плавления эвтектической смеси. По кривой 5 определяете температуру плавления чистого вещества, в данном случае Sb и отмечаете это значение на правой оси ординат. Затем плавной кривой последовательно соединяете эти точки и проводите линию эвтектики. Диаграмма состояния построена.
12
t,0C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t,0C |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
- |
|
|
|
Bi 100 % |
- |
|
|
|
|
Bi 60% |
||||||||||
400 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400 − |
|
|
|
|
Sn 20% |
|||||
- |
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
300 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 – |
|
|
|
|
|
|
|
|||
- |
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
200 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 – |
|
|
|
|
|
|
|
|||
- |
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
100− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 – |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
- |
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Время, мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
Время, мин |
||||||||
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|||||
t,0C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t,0C |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
- |
|
|
|
Bi |
58% |
- |
|
|
|
|
Bi 30% |
|||||||||
400 – |
|
|
|
Sn |
42% |
|
|
400 – |
|
|
|
Sn 70% |
||||||||
- |
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
300 – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 – |
|
|
|
|
|
|
|
|||
- |
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
200 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 – |
|
|
|
|
|
|
||||
- |
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
100 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 – |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Время, мин |
|
|
|
|
|
Время, мин |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
||||
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
Sn 100% |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
400 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
200 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время, мин.
д
Рис. 6. Кривые охлаждения сплава Bi – Sn
13
t, 0C |
|
|
|
|
|
|
|
t,0C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
- |
|
|
Cd 100% |
- |
|
|
|
|
|
Cd 70% |
|
|||||||||
400 − |
|
|
|
|
|
|
|
400 − |
|
|
|
|
|
Se 30% |
|
|||||
- |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
300 − |
|
|
|
|
|
|
|
300 – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
- |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
200 − |
|
|
|
|
|
|
|
200 – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
- |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
100− |
|
|
|
|
|
|
|
100 – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
- |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время, мин |
|
|
|
|
|
Время, мин |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|||||
t,0C |
|
|
|
|
|
|
|
t, 0C |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
- |
|
|
|
Cd 41% |
- |
|
|
|
Cd 18% |
|
||||||||||
400 – |
|
|
|
Se 59% |
|
|
400 – |
|
|
|
Se 82% |
|
||||||||
- |
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
300 – |
|
|
|
|
|
|
|
|
300 – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
- |
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
200 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
200 – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
- |
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
100 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
100 – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
- |
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Время, мин |
|
|
|
|
|
|
|
Время, мин |
|
||||||||
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
t,0C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
Se 100% |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
400 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
300 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
200 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
100 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Время, мин
д
Рис. 7. Кривые охлаждения сплава Cd – Se
14
Экспериментальная часть
Снятие кривых охлаждения
Цель работы: заполнить таблицу и построить кривую охлаждения легкоплавкого сплава
Техника безопасности
В данной лабораторной работе используются электроприборы и нагревательные элементы, при работе с которыми необходимо соблюдать следующие правила:
1)используйте только исправное оборудование, изоляция электроприборов не должна иметь видимых повреждений. Коммутационные устройства (штепсельные розетки и вилки) должны быть исправны;
2)при включении и выключении электроприборов необходимо браться за вилку, а не за шнур;
3)на рабочем столе около горячей электроплитки не должны находится сумки, тетради и др.;
4)при возникновении короткого замыкания и возгорании электроприборов необходимо вначале обесточить сеть (отключить магнитный пускатель на внутренней стене аудитории), а затем приступать к тушению песком или пенным огнетушителем.
5)в случае получения термического ожога, обожженное место следует присыпать бикарбонатом натрия (питьевая сода), крахмалом, тальком или сделать примочку свежеприготовленным 2%-ным раствором соды, перманганатом калия или неразбавленным этиловым спиртом.
|
Выполнение опыта |
|
|
Снятие кривых охлаждения производится на установке, изображенной |
|
на рис 8. |
|
|
|
4 |
|
3 |
5 |
6 |
2 |
|
7 |
1 |
|
|
Рис. 8. Установка для снятия кривых охлаждения:
1– легкоплавкий сплав, 2 – стакан с водой, 3– горячий спай термопары, 4– вольтметр, 5 – холодный спай термопары, 6 – сосуд со льдом
15
Включают вольтметр и водяную баню. После нагревания водяной бани до кипения и расплавления сплава нагрев выключают. По мере охлаждения проводят отсчет показаний вольтметра через каждые 30 секунд и заполняют табл. 1. Отсчет значений проводят до полного застывания сплава и в течение 5 минут после. Пользуясь градуировочной таблицей 2, переводят значения термоэдс термопары в градусы Цельсия (t, оС). По данным табл. 1 строят кривую охлаждения в координатах время – t, оС.
Таблица 1
Время, мин
U, мВ
t, оС
Таблица 2
Градуировочная таблица для термопары хромель-алюмель Е, мВ
t, оС |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
5 |
6 |
7 |
9 |
10 |
0,40 |
0,44 |
0,48 |
0,52 |
0,56 |
0,60 |
0,64 |
0,68 |
0,72 |
0,76 |
20 |
0,80 |
0,84 |
0,88 |
0,92 |
0,96 |
1,00 |
1,04 |
1,08 |
1,12 |
1,16 |
30 |
1,20 |
0,24 |
1,28 |
1,32 |
1,36 |
1,41 |
1,45 |
1,49 |
1,53 |
1,57 |
40 |
1,61 |
1,65 |
1,69 |
1,73 |
1,77 |
1,82 |
1,86 |
1,90 |
1,94 |
1,98 |
50 |
2,02 |
2,06 |
2,10 |
2,14 |
2,18 |
2,23 |
2,27 |
2,31 |
2,35 |
2,39 |
60 |
2,43 |
2,47 |
2,51 |
2,56 |
2,60 |
2,64 |
2,68 |
2,72 |
2,77 |
2,81 |
70 |
2,85 |
2,89 |
2,93 |
2,97 |
3,01 |
3,06 |
3,10 |
3,14 |
3,18 |
3,22 |
80 |
3,26 |
3,30 |
3,34 |
3,39 |
3,43 |
3,47 |
3,51 |
3,55 |
3,60 |
3,64 |
90 |
3,68 |
3,72 |
3,76 |
3,81 |
3,85 |
3,89 |
3,93 |
3,97 |
4,02 |
4,06 |
100 |
4,10 |
4,14 |
4,18 |
4,22 |
4,26 |
4,31 |
4,35 |
4,39 |
4,43 |
4,47 |
110 |
4,51 |
4,55 |
4,59 |
4,63 |
4,67 |
4,72 |
4,76 |
4,80 |
4,84 |
4,88 |
Литература
1.Коровин Н.В. Общая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 557 с.
2.Ахметов Н.С. Неорганическая химия. –М.: Высшая школа, 1975. – 670 с.
3.Курнаков Н.С. Избранные труды. – М.: Изд. Академии Наук СССР, 1960. Т. 1.– 595 с.
16
Маликов Борис Федорович
Физико-химический анализ
Методические указания к лабораторной работе для студентов I курса лесомеханического факультета специальностей 150200, 170400, 240400
Редактор С.Г. Герасименко
Подписано в печать |
30.05.02 |
Формат 60х84 1/16 |
|
Заказ № |
Усл.п.л. 0,93. |
Уч.-изд. л. 1,2. |
Тираж 250 экз. |
Воронежская государственная лесотехническая академия |
|||
|
|
|
|
РИО ВГЛТА. |
УОП ВГЛТА. |
394613, Воронеж, ул.Тимирязева, 8 |
|