рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

І3 ПРОСТОЮ ЕВТЕКТИКОЮ

І3 ПРОСТОЮ ЕВТЕКТИКОЮ - раздел Химия, З дисципліни Фізична хімія   Діаграми Плавкості Цього Типу Найбільш Поширені Та Характерні...

 

Діаграми плавкості цього типу найбільш поширені та характерні для бінарних систем неізоморфних речовин, що не утворюють хімічних сполук, наприклад, свинець—сурма, калію хлорид— літію хлорид, а-нафтол—нафталін, фенол—метиламін, камфо­ра—бензойна кислота, аспірин—фенацетин та ін.

Фігуративні точки tA та tB на діаграмі плавкості (рис. 4.1) від­повідають температурам плавлення (кристалізації) чистих ком­понентів А та В. У відповідності із законом Рауля, при додаванні компонента В до А температура кристалізації А знижується. Аналогічно при додаванні А до В знижується температура крис­талізації В. Лінії tAE та tBE називають лініями ліквідусу.

На відміну від чистих компонентів бінарні суміші кристалі­зуються (плавляться) не при сталій температурі, а у певному інтервалі температур, який визначається складом системи. Най­нижча температура, при якій закінчується кристалізація розпла­ву будь-якого складу (або починається плавлення суміші), нази­вається евтектичною температурою tE. Лінія CD, яка відповідає евтектичній температурі, нижче якої не може існувати рідка фаза, називається лінією солідусу.

Точку перетину ліній ліквідусу tAE та tBE з лінією солідусу CD називають евтектичною (точка E), а розплав, склад якого відповідає точці х3 — евтектичним розплавом (він насичений, відносно обох компонентів). Суміш дрібних кристалів компо­нентів А та В, яка утворюється при охолодженні цього розплаву, називається евтектичною, або евтектикою.

Рис. 4.1. Побудова діаграми плавкості з простою

евтектикою за кривими охолодження

 

Складові частини евтектики добре видно під мікроскопом. Їх можна відділити одну від одної механічним шляхом або за допомогою розчинників. Як зазначено вище, для систем, що складаються із розплавлених та твердих речовин, паровою фазою та параметром тиску можна знехтувати і тоді правило фаз Гіббса записується так: С = К — Ф + 1. У відповідності з цим рівнянням для точок на кривих плавлення число ступенів свободи дорівнює одиниці, тобто довільно та у невеликих межах можна змінювати лише одну змінну, щоб не порушити рівноваги у системі. Друга змінна при цьому змінює­ться у функціональній залежності від першої. В точці перетину кривих плавлення, тобто в евтектичній точці Е, в рівновазі пе­ребувають три фази — дві тверді та розплав, а тому С = 0. В полі 1 С = 2, довільно та у невеликих межах можна змінювати обид­ва параметри, не змінюючи числа та вигляду фаз, які перебува­ють у рівновазі, тому що зміна складу розплаву не розглядається як зміна вигляду цієї фази.

Поле II відповідає умовам (t, с), за яких співіснують твердий компонент А та розплав із А і В, а поле III — розплав із А і В та твердий компонент В.

Діаграма стану дозволяє у будь-якій точці О (рис. 4.1) визна­чити не лише число рівноважних фаз і їх склад, але й маси рівноважних фаз за допомогою правила важеля. Для цього про­водять через точку О горизонтальну лінію MN, яка називається конодою, або нодою. За точками М і N визначають склад рівно­важних фаз. Фігуративній точці О в полі II відповідає система, що містить х1% компоненту В. При температурі t1 вона складає­ться з двох рівноважних фаз: кристалів компонента А (точка М) і розплаву (точка N, х2% компоненту В). Загальний матеріаль­ний баланс можна представити у вигляді рівняння m0 = m1 + m2, де m0 маса всієї системи; т1 і т2 маса кристалів і розплаву відповідно. Матеріальний баланс компоненту В описується рів­нянням:

Підставимо значення т0 і одержимо:

або

 

Таким чином, кількості твердої і рідкої фаз обернено пропорційні довжинам відрізків ОМ i ON.

Розглянемо один із способів побудови діаграм плавкості. Речови­ни А та В, з яких утворена дана система, а також ряд сумішей цих речовин різного складу розплавляють. Потім кожний з одержаних розплавів охолоджують та вимірюють його температуру за допомогою точного термометра або термопари через певні та невеликі проміжки часу. Одержані дані представляють у вигляді графіка в координатах температура — час. Запис кривих охолодження може бути здійснено автоматично.

Якщо при охолодженні (нагріванні) в системі відбуваються фазові перетворення (наприклад, випадіння твердої фази з ріди­ни, перехід однієї поліморфної модифікації в іншу), то теплота, яка виділяється (поглинається) при перетворенні, змінює швид­кість спадання (зростання) температури системи, що приводить до зміни кутового коефіцієнта кривої температура — час. Тому у проміжки часу, які відповідають температурам фазових пере­творень, на кривих охолодження з'являються злами або горизон­тальні ділянки.

Розглянемо процес охолодження сумішей різного складу. Криві охолодження А та В (рис. 4.1) належать відповідним чис­тим компонентам, а криві 1, 2, 3, 4, 5 — сумішам складу x1, x2, x3, x4, x5, в яких вміст компонента В поступово збільшується. Криві охолодження А та В починаються похилими лініями, які відповідають охолодженню розплавів чистих компо­нентів до температури їх кристалізації, горизонтальні ділянки відображають процеси кристалізації компонентів А та В, тому що теплота кристалізації, яка виділяється, практично компенсує втрату тепла у навколишнє середовище. Потім ідуть похилі лі­нії, які характеризують швидкість охолодження затверділих чис­тих речовин. Крива 3 відображає процес охолодження евтектич­ної суміші (евтектичний склад х3). Горизонтальна ділянка на цій кривій вказує на значне виділення тепла при сталій температурі, що можна пояснити тільки повним затвердінням розплаву та перетворенням його у тверду евтектику такого ж складу.

Злами на кривих 1 та 2 відповідають температурам кристалізації ком­поненту А з розплавлених сумішей складу x1 та х2, в яких вміст А більший, ніж в евтектиці. Тут не спостерігається повної зупинки температури, бо по мірі кристалізації компоненту А роз­плав збагачується компонентом В, що призводить до подаль­шого зниження температури кристалізації А та потребує для його виділення ще більшого охолодження розплаву. Другі (горизонтальні) зупинки температури на кривих 1, 2 поясню­ються тим, що у результаті кристалізації компоненту А склад розплаву стає евтектичним і він повністю кристалізується. Ана­логічно пояснюється хід кривих 4, 5. Але у розплавах складу х4 і x5 надлишком (у порівнянні з його вмістом у евтектиці) є ком­понент В і тому злами на кривих відповідають початку його кристалізації із відповідних розплавів. Горизонтальні ділянки на цих кривих, як і на кривих 1, 2, 3, відображають процес затвер­діння евтектики.

За допомогою отриманих кривих охолодження будують діаг­раму плавкості з простою евтектикою, як показано на рис. 4.1. Температура на обох осях ординат повинна бути відкладена у однаковому масштабі.

Обладнання для визначення температур кристалізації

Термічний аналіз системи нафталін - бензойна кислота виконується на установці, схема якої зображена на рис.3.2.

 

Рис. 4.2. Схема установки для визначення температур кристалізації:

1 – хромелевий дріт термопари; 2 – алюмелевий дріт термопари; 3 – гарячий спай термопа­ри; 4 – ізолююча фарфорова трубка; 5 – скляний чохол для термопари; 6 – фар­форовий тигель з досліджуваним розплавом; 7 – вогнетривкий (шамотний) ти­гель, наповнений піском;

8 – холодний спай термопари; 9 –посудина Дьюара; 10 – електронний автоматичний потенціометр.

Термопара. Температуру вимірюють за допомогою термопари, що складається з хромелевого і алюмелевого дротів, кінці яких з однієї сторони зварюють (гарячий спай) (рис.4.2). Типи термопар наведено в табл. 4.1.

Таблиця 4.1

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

З дисципліни Фізична хімія

Херсонський національний технічний університет.. Кафедра фізичної та неорганічної хімії.. Реєстр..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: І3 ПРОСТОЮ ЕВТЕКТИКОЮ

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Передмова
Фізична хімія – наука, що пояснює і встановлює закономірності хімічних явищ на основі загальних принципів фізики та хімії. Вона охоплює всі питання теорії хімічних процесів і розглядає вплив фізичн

Складання таблиць
Всі вимірювання містять щонайменше дві змінні, одну з яких обирають як незалежну (у дослідах її задають як аргумент х), а інші (інша) є залежними (функції

Оцтоетилового етеру в кислому середовищі при 25°С
t, c Vt, см3 лугу V¥ - Vt, см3 t – t0, c k·10

Густина розчинів фосфорної кислоти у воді при 20 °С.
Концентрація Н3Р04, %          

Побудова графіків
Графічне зображення експериментальних і розрахункових даних полегшує порівняння величин, дозволяє легко знайти характер зміни величин — наяв­ність екстремальних точок чи точок перегину, періодичніс

Проведення кривої через нанесені точки.
І. Звичайно крива, що виражає залежність у = f(x) повинна бути плавною. Однак, можливі і стрибки, внаслідок порушення безперервності. II. Крива повинна проходити як

Теплоти розчинення і розведення.
Інтегральною теплотою розчинення DНт(розч) називають кількість теплоти, що виділяється чи поглинається при розчиненні 1моля речовини у визначеному великому об'ємі ро

Визначення істинної зміни температури в калориметрі при термохімічному процесі.
Для вимірювання температури користуються термометром Бекмана. При роботі з калориметром спостерігаються часткові втрати тепла в навколишнє середовище, що викривляє вимірювану різницю температур поч

Завдання.
1. Визначити зміну температури в калориметрі в результаті розчинення певної наважки KCl. 2. Обчислити моляльну концентрацію розчину і за табличними даними визначити кількість теплоти, що в

КУПРУМ (II) СУЛЬФАТУ
  Завдання: 1. Визначити інтегральну теплоту розчинення безводної солі та кристалогідрату і по різниці обчислити теплоту утворення кристалогідрату.

ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОТИ НЕЙТРАЛІЗАЦІЇ СИЛЬНОЇ КИСЛОТИ СИЛЬНОЮ ОСНОВОЮ У ВОДІ
  Завдання: 1. Визначити теплову сталу калориметра. 2. Визначити теплоту розведення концентрованої сильної кислоти. 3. Визначити теплоту не

Контрольні питання
1. Чому теплові ефекти реакцій, що протікають при постійних об'ємі та тиску, є функціями стану системи? 2. Що таке теплоти утворення, нейтралізації, розчинення, розведення? 3. Як

Рефрактометрія
  2.I. Поляризація молекул Усі молекули можуть бути розділені на два типи: неполярні й полярні (з несиметричним і симетричним розподілом зарядів). Полярну молекулу називають

І ВСТАНОВЛЕННЯ ЙОГО СТРУКТУРИ
Ціль роботи: визначення рефракції розчиненої речовини за питомою рефракцією розчину, розчинника й відсотковому вмісту розчину, а також установлення його ймовірної структури, використовуючи в

ХІМІЧНА РІВНОВАГА
  Хімічні реакції поділяються на гомогенні і гетерогенні. Хімічна реакція, що протікає в межах однієї фази, називається гомогенною. До гомогенних реак­цій відн

Послідовність виконання роботи
Взяти вісім сухих колб із притертими пробками місткістю 100 мл. Пронумерува­вши колби, налити в них наступні кількості розчинів точної концентрації (табл. 3.1): Таблиця 3.1.

Розрахунок рівноважних концентрацій речовин
Рівноважна концентрація йоду: де - молярність розчину тіосульфат

Експерементальні данні
Номер колби Температура досліду Номер проби Час відбору проби Об’єм Na2S2O3 (мл) витра

Контрольні питання
1. Які термодинамічні і кінетичні ознаки рівноважного стану? 2. Через які величини можна виразити константу хімічної рівноваги? Яка за­лежність існує між константами рівноваги, вираженими

ФАЗОВІ РІВНОВАГИ
  Для характеристики стану сплавів широко застосовують правило фаз Гіббса, записане у формі: (4.1) де С – ч

Типи термопар
Термопара Позначення по ОСТу Верхня межа температури, °С Сплави Склад,% Хромель–алюмель Х

Послідовність виконання роботи
Видається сім тиглів, що містять бензойну кислоту, нафталін та їх суміші: №1 - бензойна кислота; № 2 -15% нафталіну і 85% бензойної кислоти; № 3 - 30% нафталіну і 70% бен

КРИСТАЛІЗАЦІЯ БІНАРНИХ СУМІШЕЙ
(СИСТЕМА NaNО3 – KNO3)   Завдання: 1. Одержати криві охолодження для чистих компонентів і сумі­шей відомого с

РОЗЧИНИ
  Закон розподілу. Система з двох практично незмішуючихся рідин і третього, розчинного в них компонента, буде біваріантною (С=3–2+1=2) при рівновазі між обома конденс

Послідовність виконання роботи
У мірній колбі на 100 см3 готують розчин бензойної кислоти (наважка 2-4 г) в органічному розчиннику (бензол, толуол, ксилол). Відбирають 50 см3 отри­маного розчину піпеткою за

ВИЗНАЧЕННЯ СТУПЕНЯ АСОЦІАЦІЇ
ОЦТОВОЇ КИСЛОТИ В БЕНЗОЛІ (ЧИ ХЛОРОФОРМІ)   Оцтова кислота, як і інші карбонові кислоти, в органічному розчиннику знаходиться у вигляді подвійних молекул чи

ВИВЧЕННЯ ПРОЦЕСУ ЕКСТРАГУВАННЯ
Завдання. Визначити кількість витягнутої речовини при однократному і багаторазовому витягу тим самим об'ємом розчинника. Виконання роботи. Відміряти по 5м

Кріоскопія, ебуліоскопія
В стані рівноваги між рідиною і парою кількість молекул, що випаровується в одиницю часу дорівнює кількості, що конденсується. Якщо в леткій рідині розчинити невелику кількість будь-якої нелеткої р

Установка термометра Бекмана для кріоскопії.
Термометр Бекмана відрізняється від звичайного, по-перше, великою шкалою (точною), що дозволяє спостерігати зміни температури до 0,001°С й, по-друге, другим запасним ртут­ним резервуаром, за допомо

Послідовність виконання роботи.
Підготовлений термометр Бекмана вста­вити в прилад і почати спостерігати за температурою. Для рівномірності охолод­ження рідину необхідно повільно помішувати вставленою в прилад мішалкою. Помішуван

Послідовність виконання роботи.
Зібрати прилад, схема якого приведена на рис. 5.3. Трубку з внутрішнім діаметром 45 мм розрізати на час­тини довжиною 18

Контрольні питання
1. Що називається розчином? Розчини ідеальні та істинні, їх особливості. 2. Як залежить тиск насиченої пари розчину від концентрації розчиненої ре­човини при даній температурі? 3.

ЕЛЕКТРОХІМІЯ
Йонний добуток води. Вода є досить слабким електролітом. Однією з причин слабкої дисоціації води є те, щоб молекули її є асоційованими за допомогою водневих зв’язків. Іншою при

Кислотності-основності розчинів
Водневим показником рН називають десятковий логарифм концентрації йонів Гідрогену зі знаком мінус: pН= –lg [H+] (6.2) або

Теоретичні відомості
Молекули електролітів у водних розчинах дисоціюють на йони, які і є носіями зарядів. Електрична провідність слабких електролітів, які дисоціюють у водних розчинах частково, визначається в основному

Контрольні питання
1. Чи можна при визначенні електричної провідності розчинів електролітів користуватися постійним струмом? 2. Чи грає роль кількість рідини, узятої для визначення електричної провідності? Щ

ХІМІЧНА КІНЕТИКА
Хімічна кінетика - це розділ фізичної хімії, що вивчає швидкість і механізм хімічних реакцій, а також залежність швидкості протікання реакцій від різних факторів. Швидкість хімічної реакці

ВИВЧЕННЯ ШВИДКОСТІ ЙОДУВАННЯ АЦЕТОНУ
Ціль роботи- визначити значення константи швидкості реакції йодування ацетону в кислому середовищи при двох температурах і вирахувати енергію активації цієї реакції.  

Теоретичні відомості
При реакції гідролізу цукру(I) утвориться глюкоза(II) і фруктоза (III): С12Н22О11 + Н2О → С6Н12О6 + С

Дифузія
Розчинення твердого тіла в рідині, що супроводжується хімічною взаємодією або за відсутності її, може служити типовим прикладом гетерогенного процесу. Гетерогенні процеси протікають на поверхні роз

Значення деяких фундаментальних сталих
Атомна одиниця маси а.о.м. 1,6606×10-27 кг Електрична стала e0

Знаки деяких математичних дій
а, поділене на b , а / b, ab-1 Абсолютна величина

Густина води при різних температурах
t, 0С r1, г/см3 t, 0С r1, г/см3

Таблиця 6 Інтегральна теплота розчинення DНm солей у воді при 25°С
№ п/п m, моль солі на 1кг Н2О KCl кДж/моль   Концентрація Cm насиченого розчина, моль солі на

Інтегральна теплота розчинення солей, які утворюють кристалогідрати, при температурі 18°С.
Речовина Кількість молів H20 на 1 моль солі DН, кДж/моль BaCl2    

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги