Построение диаграмм плавкости.

Диаграммы плавкости строят экспериментально по кривым охлаждения. Мы уже рассматривали кривые охлаждения чистых веществ – воды. Кривые охлаждения двухкомпонентной смеси будут несколько отличаться от кривых охлаждения чистых веществ.

Рассмотрим кривую охлаждения двухкомпонентной смеси . Возьмем смесь, состоящую из 20% висмута и 80% кадмия.

Смесь расплавляем и начинаем охлаждать.

По прямой (1-2) идет охлаждение расплава.

точка 2 – начало кристаллизации одного из компонентов, которого больше по отношению к эвтектике (Cd).

Так как при этом выделяется теплота кристаллизации (т.е. система как бы сама себя разогревает), то скорость охлаждения упадет, на графике это отображается изменением угла наклона кривой охлаждения.

точка 3 – начинается кристаллизация второговещества , или это называется кристаллизацией эвтектической смеси.

точка 4 – характеризует исчезновение последней капли расплава.

Линия 4-5 характеризует охлаждение кристаллов до температуры окружающей среды.

Точка 6: по правилу фаз Гиббса С=К-Ф+1=2-1+1=2

Можно изменять два параметра:

а) температуру;

б) состав смеси.

Точка 7: С=2-2+1=1 (можно менять только температуру)

На отрезке 3-4, точка 8: С= 2-3 +1 =0 (ничего менять нельзя)

Система условно нонвариантна (безвариантна).

Только чистое вещество кристаллизуется в точке, т.е. при одной температуре. Смесь веществ всегда кристаллизуется в интервале температур.

Одновременная кристаллизация расплава при одном и том же составе и при одной температуре характерна для эвтектической смеси.

Для построения диаграмм плавкостиполучают набор кривых охлаждения смесей разного состава.

Все точки изломов 1΄, 2΄, 3΄ и горизонтальные участки наносят на диаграмму и получают диаграмму плавкости системы.

Данный метод построения диаграмм называется термическим анализом и относится к физико–химическим методам анализа.

Диаграммы состояния неизоморфноплавящихся веществ с обазованием устойчивого химического соеднения.

К типу таких составов относятся системы магний–олово [Mg–Sn], система [H₂O–LiClO₃], образующая 2 или 3 типа кристаллогидратов.

В системе магний–олово образуется соединение Mg₂Sn(), которое имеет свою собственную температуру плавления намного выше, чем температуры плавления чистых магния и олова (точка С).

Образование химического соединения является причиной возникновения на диаграмме плавкости двух точек эвтектики Е₁и Е₂.

Точка Е₁ соответствует эвтектическому составу, образованному из компонента А и химического соединения.

Точка Е₂ соответствует эвтектическому составу, образованному из компонента В и химического соединения.

Линия ликвидуса Е₁СЕ₂– это линия равновесного моновариантного существования расплава и кристаллов образовавшегося химического соединения.

Точка С – температура плавления химического соединения.

ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММ.

Такие диаграммы получают также с помощью кривых охлаждения.

По кривым охлаждения строят диаграмму плавкости, нанося все точки изгибов и горизонтальных участков.

Расплав химического соединения состава АВ имеет кривую охлаждения чистого вещества с одним горизонтальным участком (температура плавления или кристаллизации АВ), (точка С).

Однако, состав расплава химического соединения АВ, заключенного между Е₁и Е₂ имеет некоторые особенности (кривые 2 и 3).

В точках 2΄ и 3΄ образуются кристаллы АВ и кристаллизуется эвтектика (горизонтальные участки на этих кривых).

Т. 1 С=2-2+1=1

Т. ТС=1-2+1=0

Т. ТС=1-2+1=0

Т. Е С=2-3+1=0