химический каталог




Физическая химия

Автор Б.П.Никольский, Н.А.Смирнова, М.Ю.Панов, Н.В.Лутугина и др.

атвердевании расплава, состоящего из двух компонентов, может образовываться не только соединение, устойчивое в обеих фазах, но и соединение, которое может существовать только в соприкосновении с расплавом, содержащим избыток одного из компонентов. В этом случае на кривой температур плавления вместо максимума появляется точка перегиба. Но при рассмотрении диаграммы такого типа удобно подразумевать наличие скрытого максимума. Диаграмма плавкости системы, в которой образуется неустойчивое соединение, изображена на рис. V. 37. Здесь отрезок кривой NTB представляет собой геометрическое место точек состава расплавов, из которых кристаллизуется чистый компонент В. Из всех расплавов, точки составов которых располагаются на кривой sN, кристаллизуется химическое соединение М. Если бы это соединение было устойчивым в жидкой и в твердой фазе, то на кривой плавкости его температуре плавления соответствовал бы максимум (точка М). При TN химическое соединение распадается на расплав хц и компонент В. Точка Тм не соответствует настоящей температуре плавления М: в ней состав расплава отличен от состава твердой фазы. Такую температуру называют инконгруэнтной (инконгруэнтная точка). Система в инконгруэнтной точке инвариантна, так как сосуществуют три фазы: расплав состава Хн, кристаллы В и М.

V. 9.2. Экспериментальное построение диаграмм плавкости. Физико-химический анализ

Данные, необходимые для построения диаграмм плавкости бинарных систем, получаются методом термического анализа. Если измерять температуру двухкомпонентного расплава при постепенном охлаждении через одинаковые промежутки времени и результаты наносить на график время — температура (t—Т) {рис. V. 38), то получатся кривые скорости охлаждения. При охлаждении расплава чистого вещества на кривой скорости понижения температуры появляется площадка («остановка») (отрезок kk), обусловленная выделением теплоты кристаллизации расплава в точке его затвердевания. На участках lik и hh охлаждаются соответственно расплав и твердая фаза.

При наличии одной эвтектики и при условии, что компоненты не образуют твердых растворов, кривые охлаждения смеси имеют иной вид. При охлаждении расплава состава 1[ кривая

время — температура имеет один излом (точка Q, вызванный

началом кристаллизации компонента А; по мере хода кристаллизации А скорость охлаждения меняется по кривой l'J,rr Начиная с точки /3, температура во времени остается постоянной, участок Ц\ соответствует кристаллизации эвтектики, как целого. От 1\ до 1'5 кривая характеризует скорость охлаждения твердой фазы.

Вполне аналогичную картину можно получить для расплава состава I" с той лишь разницей, что в этом случае участок кривой 1'2Т? (линия TBs на рис. V. 32) будет соответствовать кристаллизации компонента В. Чем ближе по составу расплав к эвтектике, тем короче участки kk и тем длиннее участки kU, так как масса эвтектики увеличивается. Если рассмотреть охлаждение расплава состава самой эвтектики lSf то на кривой понижения температуры окажется только одна площадка.

Изломы кривых t—Т позволяют построить диаграмму плавкости. Если провести горизонталь через точку ls и отложить по вертикали вниз отрезки, пропорциональные или равные длинам участков I3U, то, проведя прямые через точки Ц можно получить так называемый треугольник Таммана. Если в результате опытов получен такой треугольник, это означает, что никаких особых точек, кроме эвтектики на кривых плавкости нет. Подобным же образом можно проводить исследование двухфазных систем путем их нагревания.

Термический анализ систем типа жидкость — твердая фаза является частным случаем применения весьма распространенного

Рис. V. 38. Термический анализ бинарной системы с простой эвтектикой.

метода физико-химического анализа бинарных и многокомпонентных систем *. В основе метода физико-химического анализа лежит исследование зависимости какого-либо свойства системы от ее состава при условиях, гарантирующих возможность однозначного определения значения свойства по концентрации компонентов и, наоборот, установления состава системы по значению заданного свойства (при 7\ р = = const или одного из этих параметров). В бинарных и трех-компонентных системах такая зависимость обычно выражается графически. Кривые свойство — состав получают путем экспериментального изучения исследуемого свойства при нескольких заданных составах системы. Если анализируется гомогенная система, то основываясь на предположении о непрерывном и плавном изменении значения того или иного свойства при изменении содержания одного из компонентов, методом интерполяции по определенному значению свойства устанавливается состав однородной системы, т. е. решается задача, обратная выполняемой при построении калибровочного графика. Если же система при изменении состава претерпевает фазовые превращения, то каждому изменению количества или природы фаз будет соответствовать излом на кривой состав — свойство, как это и происходит при термическом анализе.

Для проведения физико-химического анализа могут быть использованы самые разнообразные свойства системы, например, вязкость, теплоемкость, теплопроводность, электропроводность, коэффициент сжимаемости и т. д. Наиболее часто с этой целью строят кривые зависимости плотности или показателя преломления от состава. Последнее объясняется тем, что значения этих свойств можно определить с большой точностью. Кроме того, измерение показателя преломления требует весьма малой затраты времени.

* Основоположником метода физико-химического анализа был академик Н. С. Курнаков (I860—1941).

Однако графическое определение состава по значению какого-либо свойства возможно только для бинарных и трехком-понентных систем. Для многокомпонентных систем подобная интерполяция проводится путем получения аналитических выражений зависимости свойства от состава. Обычно для этого пользуются методом полиномов различного типа. Математическая обработка экспериментальных данных проводится, как правило, с помощью ЭВМ.

V. 10. ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ

V. 10.1. Графическое изображение состава и свойств трехкомпонентных систем

Для изображения состава трехкомпонентной системы чаще всего используют треугольник Гиббса — Розебома. Рассмотрим наиболее удобный способ определения состава, предложенный Розебомом (рис. V. 39). Вершины равностороннего треугольника соответствуют трем чистым компонентам А, В и С. Стороны треугольника отвечают составам трех бинарных систем, образованных веществами А и В; В и С; С и А. Любая точка внутри треугольника определяет состав трехкомпонентной системы. Состав может быть выражен как в мол., так и в масс, долях или процентах.

Каждую из сторон треугольника разбивают на 100 равных частей (на рис. V. 39 каждая из сторон разделена для наглядности только на 10 частей), и через точки деления проводят линии, параллельные сторонам. В результате поверхность треугольника покрывается масштабной сеткой, позволяющей определить состав любого тройного раствора, обозначенного, например, точкой t внутри треугольника. Поскольку содержание данного

страница 93
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261

Скачать книгу "Физическая химия" (6.95Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.02.2017)