Системы, компоненты которых в твердом состоянии образуют химические соединения.

Компоненты могут образовывать между собой химические соединения различные по характеру плавления.

Если соединение плавится без разложения и состав жидкости при этом совпадает с составом твердого химического соединения, то такие соединения называются конгруэнтно плавящимися (рис.5).

Если при плавлении твердое соединение разлагается на другую твердую фазу и жидкость, и поэтому состав жидкости не совпадает с составом твердого химического соединения, то такие соединения называются инконгруэнтно плавящимися (рис.6).

Диаграмма состояния с конгруэнтно плавящимся соединением представляет собой сочетание 2-х эвтектических диаграмм плавкости.

На диаграмме имеются две эвтектические точки, (Е1 и Е2) каждая из них отражает 3-х фазное нонвариантное состояние системы:

Ж_Е1 < => А + М; Ж_Е2 < => М + В

Инконгруэнтно плавящееся химические соединение М (рис.6) плавится при температуре точки Р, при этом происходит разложение соединения на кристаллы В и жидкость состава точки а.

М < => Жа + В

Этот процесс называется перитектическим, он нонвариантен:

С =2-3+1 = 0

Системы с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях.

Неограниченной растворимостью в твердом состоянии обладают вещества, имеющие близкие значения атомных и оных радиусов, сходный химический состав и одинаковый тип кристаллической решетки. В этом случае оба компонента образуют одну кристаллическую решетку, причем, один компонент может заменяться в решетке другим в произвольных отношениях, давая однофазный твердый раствор (α, β, γ ).

Примером систем такого типа являются NaCl-NaBr, NaCl-AgCl, Au-Ag и т.д.

Характерной особенностью диаграммы (рис.7) является отсутствие эвтектики. Верхняя кривая - ликвидус - выражает зависимость температуры начала кристаллизации расплава от его состава.

Нижняя кривая - солидус - выражает зависимость температуры конца кристаллизации от состава системы.

Между ликвидусом и солидусом существуют твердый и жидкий растворы. На кривой охлаждения (рис.8) наблюдается две точки перегиба, которые соответствуют температурам начала и конца кристаллизации твердого раствора.

ВЗАИМНАЯ РАСТВОРИМОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ

По растворимости друг в друге жидкие системы можно разделить на три группы:

§ полностью нерастворимые друг в друге (вода - ртуть);

§ ограниченно растворимые друг в друге (вода - фенол);

§ неограниченно растворимые друг в друге (вода - спирт).

Ограниченно растворимыми называют жидкости, которые в пределах определенных концентраций и температур образуют одну гомогенную фазу; в другой области концентраций и температур система становится гетерогенной.

По характеру зависимости взаимной растворимости от температуры ограниченно растворимые жидкости делят на четыре типа:

Кривая LK (рис.9) характеризует зависимость растворимости компонента В в А, а КС - А в В от температуры. Выше кривой LKC находится поле гомогенного состояния системы, слева ненасыщенный раствор В в А, справа А в В. Область под кривой LKC отвечает двухфазному состоянию системы. Температуру, чуть выше которой наступает неограниченная взаимная растворимость компонентов, называют верхней критической температурой растворения (точка К).

ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ

Для построения диаграммы трехкомпонетных систем, так же как и для двух-компонентных, принимается дополнительное условие: p=const.

Переменными параметрами являются температура и две концентрации компонентов. Таким образом, даже при p=const остается три независимых параметра, и поэтому такую диаграмму состояния приходится изображать не на плоскости, а в пространстве. Для изображения состава трехкомпонентной системы используют равносторонний треугольник, на котором нанесена координатная сетка в виде линий, параллельных сторонам треугольника (рис, 13). Любая точка на площади треугольника однозначно определяет состав системы. Так, точка Р соответствует составу: 50%С, 20%А, 30%В.

РАВНОВЕСИЕ ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ В

ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ.

Диаграммы растворимости жидкостей в трехкомпонентных системах характеризуются большим разнообразием. Особенно часто встречаются системы, в которых две жидкости обладают ограниченной взаимной растворимостью, а третья жидкость неограниченно смешивается с каждой из них. Примерами таких систем могут служить системы Вода - бензол -этиловый спирт, вода - хлороформ - уксусная кислота, вода - ацетон - тетрахлорид углерода.

Если в систему, состоящую из двух ограниченно смешивающихся жидкостей, вводить третью жидкость, растворимую в первых двух, то взаимная растворимость ограниченно растворимых жидкостей увеличивается. Например, при добавлении уксусной кислоты к двухфазной системе, состоящей из хлороформа и воды, взаимная растворимость хлороформа и воды увеличивается и при достаточном количестве добавленной уксусной кислоты система становится гомогенной.

Так как диаграмма состояния трехкомпонентной системы трехмерна, она не удобна для практического использования. Чаще используют сечения диаграммы при T=const, называемые изотермическими сечениями (рис.14).

Кривая DКЕ называется бинодальной кривой, она делит плоскую диаграмму растворимости на две области: гомогенную - 1 и гетерогенную - II. Любая точка, лежащая в области 1, отвечает составу однофазной трехкомпонентной системы. Точка, находящаяся в области расслоения II, отвечает составу сиcтемы, состоящей из двух равновесных жидких фаз, каждая из которых содержит все три компонента.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒