З . а ) Н а о с н о в а н и и д а н н ы х , п р и в е д ё н н ы х в т а б л . 9 . 1 , с т р о и т с я д и а г р а м м а , п р и в е д ё н н а я н а р и с . 9 . 3 .
р-т
VIII IX
° 0 |
1 0 |
2 0 |
3 0 |
4 0 |
5 0 |
6 0 |
7 0 |
8 0 |
9 0 |
1 0 0 |
1 1 0 |
мольн. % р - толуидина
Рис. 9.3. Фазовая диаграмма смеси д-толуидин - фенол.
Д и а г р а м м а и м е е т м а к с и м у м , к о т о р о м у с о о т в е т с т в у е т у с т о й ч и в о е
х и м и ч е с к о е с о е д и н е н и е с о с т а в а 5 0 : 5 0 и л и 1 м о л ь : 1 м о л ь
С б Н 5О Н * Ы Н 2С б Н 4С Н з . Э т о с о е д и н е н и е о т н о с и т с я к к о н г р у э н т н о м у т и п у ,
т . е . о н о н е р а з л а г а е т с я |
п р и |
п л а в л е н и и |
т в ё р д о г о т е л а п р и н а г р е в а н и и |
т в ё р д о й с м е с и в е щ е с т в . |
|
|
|
|
б ) С м е с ь / 7- т о л у и д и н а и ф е н о л а о б р а з у е т д в е э в т е к т и к и : I - с о д е р ж и т 2 4 |
м о л . % / ? - т о л у и д и н а и 7 6 м о л . % ф е н о л а и к р и с т а л л и з у е т с я п р и t = |
8 ° С ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
I I - 6 9 м о л . |
% / ? - т о л у и д и н а и 3 1 м о л . % ф е н о л а и т в е р д е е т п р и t ~ 1 9 ° С . |
в ) П о |
п р а в и л у |
р ы ч а г а |
к о л и ч е с т в о |
в ы п а в ш и х |
к р и с т а л л о в |
ф е н о л а |
о п р е д е л я е т с я п о с о о т н о ш е н и ю :
|
|
|
|
г ) |
Ф а з о в ы й с о с т а в и ч и с л о с т е п е н е й с в о б о д ы |
f в о б л а с т я х : |
I - ф е н о л + х и м . с о е д и н е н и е + ж , / = 2 - 3+ 1= 0 ; |
и н в а р и а н т н ы е т о ч к и ; |
I I - х и м . с о е д и н е н и е + / ? - т о л у и д и н + ж , / = 2 - 3 + 1 = 0 ; |
I I I - ж , / = 2 - 1 + 1 = 2 , |
|
б и в а р и а н т н а я с и с т е м а ; |
I V - ж + к р . С 6Н 5О Н , / |
= 2 - 2 + 1 = 1 ; |
м о н о в а р и а н т н а я с и с т е м а ; |
V - ж + к р . х и м . с о е д . , / |
= 2 - 2 +1 = 1 ; |
м о н о в а р и а н т н а я с и с т е м а ; |
V I - к р . х и м . с о е д . + ж , / |
= 2 - 2 + 1 = 1 ; |
м о н о в а р и а н т н а я с и с т е м а ; |
-точка 3. / |
= 2 —3 + 1 = 0 - фазы - кр. химического соединения, кр. А + |
расплав. Т. 3 отражает эвтектику; |
- т о ч к а 4 . / |
= 2 — 2 + 1 = 1 - ф а з ы - х и м и ч е с к о е с о е д и н е н и е + к р . В ; |
- т о ч к а 5 . / = 2 - 2 + 1 = 1 - ф а з ы - х и м и ч е с к о е с о е д и н е н и е + р а с п л а в ;
- т о ч к а N . / |
|
= 2 — 2 + 1 = 1 - р а с п л а в + к р . В . |
|
|
|
|
|
В т о ч к е N с о е д и н е н и е р а с п а д а е т с я н а и с х о д н ы е с о е д и н е н и я : |
|
|
|
|
|
C a C C > 3- A l S i 0 4 = С а С О з * + A l S i 0 4 . |
|
|
|
7 . Н а р и с . 9 . |
1 2 |
( Т . 1 , с т р . 3 5 7 ) т о ч к и |
о т в е ч а ю т с л е д у ю щ и м |
ф а з о в ы м |
с о с т о я н и я м и ч и с л у с т е п е н е й с в о б о д ы : |
|
|
|
|
|
|
|
т . 1 - р а с п л а в , / |
= 2 - 1 + 1 = 2; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т . 2 - |
т в . Р а с т в о р N i в С г + р а с п л а в , / |
= 2 — 2 + 1 = 1; |
|
|
|
т . 3 - р а с п л а в |
|
+ |
т в ё р д ы й |
р а с т в о р |
N i |
в |
С г |
+ т в . |
р а с т в о р |
С г в N i , |
/ = 2 |
- 3 + 1 |
= |
0 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т . 4 - т в . р а с т в о р N i в С г + т в . р а с т в о р С г в N i , / |
= 2 - 2 + 1 = 1 ; |
|
т . 5 - р а с п л а в + т в . р а с т в о р N i в С г , / = 2 - 2 |
+ 1 = 1 . |
|
|
|
8. Н а р и с . 9 . 1 3 ( Т . 2 , с т р . 3 5 7 ) т о ч к и о п р е д е л я ю т : |
|
|
|
т . 1 - р а с п л а в в е щ е с т в А и В , / |
= 2 — 1 + 1 = 2 ; |
|
|
|
|
т . 2 - р а с п л а в + к р . В , / * = 2 — 2 + 1 = 1 ; |
|
|
|
|
|
|
|
т . 3 - р а с п л а в + к р . В + к р . А , / |
= 2 - |
3 + 1 = 0 , э в т е к т и к а ; |
|
|
т . 4 - к р . В + э в т е к т и к а , / |
= 2 — 2 + 1 = 1; |
|
|
|
|
|
т . 5 - к р . А + э в т е к т и к а , / |
= 2 — 2 + 1 = 1. |
|
|
|
|
|
|
Р а с ч ё т с о с т а в а в т . 2 с о г л а с н о п р а в и л у р ы ч а г а : |
|
|
|
|
|
|
|
к о л и ч е с т в о р а с п л а в а |
|
_ 2Ъ _ 1 0 0 - 7 0 _ 3 . |
|
|
|
|
|
к о л и ч е с т в о к р и с т а л л о в В |
а2 7 0 - 5 0 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
^ р а с п л |
“** ^ |
к |
р |
^ |
* |
|
|
|
|
К о л и ч е с т в о р а с п л а в а в т . 2 : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т0 = /? !•- = 200 • —= 120 г- |
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
5 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
К о л и ч е с т в о к р и с т а л л о в В : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ п ™ = 200 • — = 8 0 г - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КР |
|
|
< |
|
|
|
|
|
|
|
тп |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
3 / |
Ч |
. |
|
—- |
= - >™кр =>п-тр; пи |
= -ткр \ тр = - (т -т р), |
|
ткр |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 3 |
|
|
3 3 .
=—
|
к о л и ч е с т в о р а с п л а в а _ lb _ 7 0 - 6 0 _ 1 0 _ 2 |
|
|
к о л и ч е с т в о к р . А 2В 3 |
1а 7 5 - 7 0 |
5 |
1 |
|
О б щ и й в е с с м е с и р а в е н G = 3 0 0 г . |
|
|
|
|
|
а ) К о л и ч е с т в о р а с п л а в а р а в н о : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£ р а |
= 3 0 0 - - = 2 0 0 г - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б ) К о л и ч е с т в о к р и с т а л л о в А 2В з : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 к р = ^ - 8 распл = 3 0 0 - 2 0 0 = 100 г . |
|
в ) С о с т а в |
р а с п л а в а |
н а х о д и м , |
о п у с к а я |
п е р п е н д и к у л я р |
и з т . а н а |
о с ь |
а б с ц и с с . В р а с п л а в е б у д е т с о д е р ж а т ь с я : |
|
|
|
|
|
|
|
6 а 2в 3 , ж |
25 |
|
25 |
|
|
|
|
|
|
ш 0 _ 60 |
|
40 |
• 2 0 |
0 = |
1 2 5 |
п |
|
|
§ А о В |
, ж |
= ------------------------2 0 0 |
= — |
|
|
S B к р = — — — |
- 2 0 0 = — - 2 0 0 = 7 5 г В - |
|
|
|
бв.кр |
|
j o Q .g o |
|
до |
|
|
|
|
|
С л е д о в а т е л ь н о , р а с п л а в в с и с т е м е , о п р е д е л я е м о й т . 1, с о д е р ж и т : |
|
£ а 2В 3 = |
8кр + £ |
а 2В 3 , ж = |
125 + |
|
= |
2 2 5 |
г . |
|
|
|
|
< ? к р , В |
“ “ |
г - |
|
|
|
|
|
|
И . О б щ и й в е с с м е с и в т . 1 р и с . 9 . 1 6 ( Т . 1, с т р . 3 5 8 ) р а в е н |
G = 3 0 0 |
г . П о |
п р а в и л у р ы ч а г а о п р е д е л я е м о т н о ш е н и е : |
|
|
|
|
|
|
|
8 р а с п л а в а _ |
1^ _ |
2 0 ~ 0 _ 2 0 _ 2 . |
|
|
|
И к р и с т . А |
|
3 0 - 2 0 |
1 0 |
Т |
|
|
^ |
“ “ & р а с п л . |
^ |
И к р и с т . А ; |
|
|
8 распл. |
| |
8 крист. А ’ |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G |
|
^ = у 8 крист. А ”** 8 крист. А = 3 g КрИСТ> д » |
|
&крист. А = ~~ = ЮО Г‘ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
К о л и ч е с т в о р а с п л а в а в с и с т е м е :
£ р а с п л . ~ G — § К р ИСТ> д — 3 0 0 |
1 0 0 = 2 0 0 |
г . |
С о с т а в р а с п л а в а н а х о д и м , о п у с к а я п е р п е н д и к у л я р и з т . 1 . |
В т . 1 с о д е р ж и т с я в е щ е с т в а А : |
|
|
|
|
|
|
£распл.А |
Икрист. А = |
1 0 0 + |
1 0 0 |
= 2 0 0 |
г > |
|
|
|
8 крист. А = |
1 0 0 |
Г. |
|
|
|
1 2 . 1 ) Д и а г р а м м у |
t UJl — с о с т а в с т р о и м |
, п р о в о д я |
л и н и и |
и з |
т о ч е к п е р е л о м а |
( н а ч а л а и к о н ц а |
к р и с т а л л и з а ц и и р а с п л а в а ) и т о ч е к с о с т а в а с м е с и , к а к |
п о к а з а н о н а р и с . 9 . 1 2 , т . 2 : |
|
|
|
|
|
|
|
# C u ~ |
6 0 M a c - |
^ |
N i = |
м а е . % . |
1 3 . |
П о д и а г р а м м е |
п л а в к о с т и , |
п р е д с т а в л е н н о й |
н а р и с . 9 . 1 3 а , с т р о и м |
к р и в ы е о х л а ж д е н и я , к а к п о к а з а н о |
н а р и с . 9 . 1 3 6 , п о с о о т в е т с т в у ю щ и м |
л и н и я м . |
|
м а е . % А и
Рис. 9.13. Диаграмма состояния Т1 - Аи (а) и кривые охлаждения расплавов (б).
Д л я э т о г о н а д и а г р а м м е о т м е ч а е м т о ч к и д л я в ы д е л е н и я
с л е д у ю щ е г о к о л и ч е с т в а А и в с м е с и , м а е . % : 1 - 5 , 2 - 20, 3 - 3 0 , 4 - 5 0 , 5 - 8 0 и 6 - 1 0 0 . И з э т и х т о ч е к п р о в о д и м л и н и и , п а р а л л е л ь н ы е о с и а б с ц и с с . О т м е ч а е м п е р е г и б ы н а к р и в ы х о х л а ж д е н и я . Т . 3 о т в е ч а е т э в т е к т и к е .
1 4 . Д и а г р а м м а п л а в к о с т и с и с т е м ы Н 2О - N H 4C 1 п р и в е д е н а н а р и с . 9 . 1 4 .
Рис. 9.14. Диаграмма плавкости системы
H2O - N H 4CI.
8 |
8тв + 8 ж ' |
gTB= j g |
x ' |
£ = |
£ ж( 1 + у | |
: |
ПИ)р и т е м п е р а т у р е |
э в т е к т и к и |
( - 1 6 |
° С ) |
у с т о й ч и в |
р а с т в о р |
8ж = |
5 0 0 - 5 |
|
g T B = 5 0 0 - 1 3 8 , 8 8 = 3 6 1 , 1 2 г . |
= 1 3 8 , 8 8 г ; |
|
|
|
|
|
1 8 |
|
|
|
|
|
э в т е к т и ч е с к о г о с о - с т а в а |
В , ц е л и к о м п е р е х о д я щ |
е г о в т в ё р д у ю э в т е к т и к у . |
С л е д о в а т е л ь н о , и с к о м о е |
к о л и ч е с т в о э в т е к т и к и р а в н о 1 9 2 , 3 г . |
|
|
|
|
ж ) |
Д л я т о ч е к 1 , 3 и В ч и с л о с т е п е н е й с в о б о д ы р а в н о : |
|
/ ] = 2 - 1 + 1 = 2 ; |
/ 2 = 2 - 2 + 1 = 1 ; |
/ 3 = 2 - 2 + 1 = 1; |
/4 =2-2 + 1= 1; |
/ 5 = 2 - 2 + 1 = 1; |
/ в = 2 - 3 +1 = 0. |
1 5 . |
Д и а г р а м м а с о с т о я н и я F e - V п р е д с т а в л е н а н а р и с . 9 . 1 5 . |
Рис. 9.15. Диаграмма плавкости смеси Fe - V.
1 ) С о г л а с н о п р а в и л у р ы ч а г а о т н о ш е н и е р а с п л а в а к т в ё р д ы м к р и с т а л л а м V
д л я 5 5 % - н о г о р а с п л а в а б у д е т р а в н о : |
|
|
|
|
|
|
|
|
& т в |
_ |
8 |
8ж |
_ |
^ |
|
^ ; |
|
|
|
|
8ж |
|
8тв~8 |
6 3 - 5 5 |
|
8 |
|
|
|
8 = 8тв |
8ж~ 8ж '*"g£)K |
= 5ж М "*"^ |
|
|
8ж |
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О т к у д а |
п р и g = 1,0 п о л у ч и м : |
|
|
|
|
|
|
£ ~ £ тв £ ж = ^ ’ |
0 |
— |
|
|
_ ] _ J _ _ |
= 1 — ^ |
1 3 - 8 |
_ 5 _ |
8 |
8ж |
|
|
|
|
£тв |
^ |
5 |
" |
1 3 |
13 |
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1+5
