45. Методы очистки металлов. Электрохимическое рафинирование.

Рафинирование металлов— это очистка «грязных» металлов от примесей.

Виды рафинирования металлов

В расплаве. В этом случае происходит окисление примесей и всплытие жидких оксидов с образованием легкого шлака, который затем удаляется.

В растворе. В этом случае обычно проводят избирательное растворение металла в растворе, фильтрацию раствора и осаждение металла из соли (цементация).

Электролизом. В этом случае в раствор, содержащий анион, образующий с металлом растворимую соль, погружают анод из рафинируемого металла, и катод. Более электроположительные примеси при этом падают в т. н. анодный шлам, а в раствор переходит рафинируемый металл и более электроотрицательные примеси. Плотность тока при электролизе подбирается таким образом, чтобы металл осаждался на катоде, а более электоотрицательные примеси оставались в растворе.

Кристаллизацией в расплаве. Применяется для глубокой очистки металлов с низким содержанием примесей.

46. Правило фаз Гиббса. Диаграммы состояния одно- и двухкомпонентных систем.

Правило фаз Гиббса. Диаграммы состояния однокомпонентных систем.

Правило фаз. C=K-Ф+2

Число степеней свободы(C) равновесной системы, на которую из внешних параметров влияют только P и t (+2) равно числу компонентов(K) минус число фаз(Ф) плюс 2(так как влияют два фактора P и t)

Диаграммы состояния (однокомпонентные системы)Для описания свойств систем широко используют диаграммы состояния. На осях координат откладывают значения температуры и давления, характеризующие условия существования, для выражения состава системы используют одну или две координаты. Линиями (поверхностями) на таких диаграммах разделяют области существования отдельных фаз. На фазовых диаграммах однокомпонентных систем поля, по правилу фаз, соответствуют однофазным состояниям, линии, разграничивающие их - двухфазным, точки пересечения линий - трёхфазным (эти точки называют тройными точками).

Двухфазные линии, как правило, либо соединяют две тройные точки, либо тройную точку с точкой на оси ординат, отвечающую нулевому давлению. Исключение составляет линия жидкость-газ, закнчивающаяся в критической точке. При температурах выше критической различие между жидкостью и паром исчезает.

47. Элементы термического анализа.

Термический анализ, совокупность методов определения температур, при которых происходят процессы, сопровождающиеся либо выделением тепла (например, кристаллизация из жидкости), либо его поглощением (например, плавление, термическая диссоциация).

Визуальный метод Т. а. состоит в наблюдении и измерении температуры первого появления (исчезновения) неоднородности (например, выпадения кристаллов, исчезновения мути в системе двух несмешивающихся жидкостей) в изучаемой среде при её охлаждении (или нагревании). Он применим только к прозрачным легкоплавким объектам. Гораздо более общим является метод построения кривых «время — температура». Нагревая (охлаждая) изучаемый объект, измеряют через небольшие промежутки времени его температуру; результаты измерений изображают графически, откладывая время по оси абсцисс, а температуру — по оси ординат. При отсутствии превращений кривая нагревания (охлаждения) идёт плавно; превращения отражаются появлением на кривой изломов или горизонтальных участков («остановок»). Наиболее точен дифференциальный метод Т. а., по которому нагревание (охлаждение) исследуемого объекта ведут вместе и в одних и тех же условиях с веществом-эталоном, которое в условиях опыта не имеет превращений. В этом случае на одном и том же графике записывают и кривую «время — температура», и кривую «время — разность температур» объекта и эталона. Эта разность появляется при любом превращении исследуемого объекта, протекающем с поглощением (выделением) тепла. О характере превращений судят по виду простой кривой нагревания (охлаждения), а по дифференциальной кривой точно определяют температуру превращения. Для записи кривых нагревания и охлаждения используют самопишущие приборы (пирометр Н. С. Курнакова), электронные (автоматические) потенциометры, оптические пирометры.

С помощью Т. а. решается задача получения количественных характеристик (например, фазовый состав, теплота реакций) при нагревании (охлаждении) исследуемых объектов. Т. а. широко применяется при изучении сплавов металлов и др. сплавов, а также минералов и др. геологических пород (см. Термический анализ минералов).