Диаграмма растворимости двухкомпонентной системы

Диаграмма растворимости одной соли, не образующей кристаллогидраты имеют следующий вид:

H – температура кипения воды; D – температура плавления соли. Кривые равновесия раствор–лед–НА; раствор–соль–AD; НА – кривая плавления льда, DA – кривая растворимости соли, А – эвтектическая точка. Область выше HAD – ненасыщенный раствор соли ACD – область сосуществования насыщенного раствора соли и твердой соли – поле кристаллизации соли, НАВ – область сосуществования раствора и льда – поле кристаллизации льда, OBCS – область сосуществования двух твердых фаз – соли и льда.

Изотермическое и политермическое испарение в данной системе можно представить следующим образом:

Допустим, дана система – раствор, в котором содержится m% соли S и температура которого t₁. Фигуративная точка системы лежит выше кривой растворимости AD, следовательно, раствор ненасыщенный. При изотермическом испарении воды из системы ее температура будет оставаться неизменной – t₁, а точка системы будет перемещаться по изотерме в сторону более высоких концентраций от m₁ к S₁. В точке L₁ раствор окажется насыщенным солью, и в дальнейшем соль будет выпадать в осадок. Фигуративная точка раствора при этом остается L₁, а соль S₁. Фигуративная точка системы движется по прямой L₁S₁ и при полном высыхании сравнивается с фигуративной точкой соли S₁. Если эту же систему подвергнуть охлаждению, то ее фигуративная точка будет перемещаться в сторону более низких температур, т.е. вниз по вертикали, т.к. состав системы (m% соли) при этом не меняется. При охлаждении до t₂ раствор становится насыщенным солью – начнется кристаллизация соли (S₂). По мере охлаждения раствора выпадает все большее количество соли, для точки система движется вниз по вертикали, фигуративная точка раствора двигается в сторону низких концентраций по m₂A и в любой момент времени все фигуративные точки системы находятся на одной прямой, например: L₃–m₃–S₃. Ниже эвтектической температуры в твердой фазе будут находиться лед и соль. При охлаждении раствора n% – в твердой фазе сначала будет выпадать соль.

Правило рычага для данной системы при t₃ выглядит так:

 

Диаграмма растворимости соли,

Образующей кристаллогидрат

Когда соль образует с водой кристаллогидрат, на кривой растворимости появляются характерные изломы. Кристаллогидрат является индивидуальным химическим соединением, обладающим вполне определенными свойствами. Диаграмма растворимости в этом случае имеет вид:

В данном случае кристаллогидрат растворяется конгруэнтно. Области на диаграмме имеют следующий физический смысл: НА – насыщение раствора льдом, AGE – кривая растворимости кристаллогидрата состава К, ЕД – растворимость безводной соли, AGR и QGE – поля кристаллизации кристаллогидрата, BR и QC – эвтектические линии

При политермической кристаллизации растворов, концентрация которых находится в пределах от F до K, при выпадении кристаллогидрата в осадок концентрация в растворе соли уменьшается по кривой GA, а при кристаллизации растворов, концентрация которых лежит от К до Р – увеличивается по кривой GE. При кристаллизации раствора с концентрацией К состав раствора не меняется до полного обезвоживания системы.

В случае если кристаллогидрат является нестойким и растворяется инконгруэнтно, диаграмма растворимости имеет вид:

Линии и поля кристаллизации в данном случае имеют тот же физический смысл, что и в предыдущем случае. Точка I соответствует переходу одной кристаллической точки в другую, а именно гидратной в безводную. При кристаллизации раствора состава m₁, после выпадения безводной соли (m₂) начинает кристаллизоваться кристаллогидрат (m₃) из раствора состава I и кристаллизация сопровождается растворением безводной соли.

 

 

Трехкомпонентные системы

 

Для системы состоящей из 3-х компонентов – воды и двух солей с общим ионом, число независимых параметров, определяющих ее состояние, равно трем (без учета давления): две концентрации и температура и согласно правилу фаз, наибольшее число фаз, которые могут сосуществовать с тройной системе (при С=0 – нонвариантная система) Ф = К + 1 – С = 4. Одна жидкая фаза – раствор и три твердых – две соли и лед.

Для изображения состояния трехкомпонентной системы используют трехмерные пространственные диаграммы или двухмерные плоские изотермы. При этом составы изображают при помощи равностороннего треугольника, либо прямоугольной системы координат.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: