Приведите диаграмму плавкости систем с неограниченной растворимостью компонентов в жидком состоянии и взаимной нерастворимостью в твердом состоянии, охарактеризуйте

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16873
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Приведите диаграмму плавкости систем с неограниченной растворимостью компонентов в жидком состоянии и взаимной нерастворимостью в твердом состоянии, охарактеризуйте линии, поля и эвтектическую точку на диаграмме с указанием числа и характера фаз. Для смеси произвольного состава, сделав соответствующие построения, укажите: а/ температуру начала кристаллизации; б/ состав первого кристалла; в/ состав последнего кристалла, образующегося при кристаллизации Для смеси произвольного состава проведите кривую охлаждения.

Ответ:

На диаграмме линия ТАЕТВ – линия ликвидус. Выше линии ликвидус система гомогенная, жидкая, ниже – гетерогенная, состоящая из жидкости и кр.А или кр.В. В любой точке линии ТАЕ жидкость насыщена по отношению к компоненту А, на линии ТВЕ – компонентом В. Поэтому при охлаждении жидкого расплава на линии ликвидус термодинамически возможен процесс кристаллизации компонента А или В. Появляются первые кристаллы А или В, но масса их стремится к нулю. На линии ликвидус в равновесии 2 фазы: жидкая и кристаллы. Линия ТЕЕТЕ1 – линия солидус. Ниже солидус вся система твердая, состоящая из двух фаз: кр.А и кр.В. При охлаждении на линии солидус заканчивается кристаллизация жидкости. В равновесии 3 фазы: жидкая, кр.А и кр.В. .Линия солидус называется еще эвтектической – это линия, на которой происходит совместная кристаллизация двух веществ из жидкости постоянного состава (т.Е), называемой эвтектической, при постоянной температуре. Образующаяся смесь кристаллов называется эвтектикой. Это механическая смесь очень мелких, проросших друг в друга кристаллов. Кристаллы эвтектики отличаются от первичных кристаллов размерами и формой. Точки ТА и ТВ – соответственно температуры плавления чистых компонентов А и В. В равновесии 2 фазы: кр.А (В) и чистая жидкость А(В). По фигуративной точке на диаграмме состояния можно определить ряд важных характеристик. Например, для системы, состояние которой задано фигуративной точкой Х: 1. Исходный состав системы – опускаем перпендикуляр из точки Х на ось состава (в данном случае 25% А и 75% В). 2. Температуру системы – проводим перпендикуляр к оси температур (в данном случае Х2). 3. Количество и вид равновесных фаз - точка Х находится в области , система состоит из двух фаз – жидкого расплава и кристаллов В. 4. Состав каждой фазы. Для этого через точку Х проводим ноду. Из точки пересечения ноды с линией ликвидус (Х1) опускаем перпендикуляр на ось состава и получаем состав жидкой фазы (50% А и 50% В), а из точки пересечения ноды с осью температур (Х2) опускаем перпендикуляр и получаем состав твердой фазы (0% А и 100% В). При охлаждении расплава 1 температура монотонно понижается до ТА. При ТА начинается и заканчивается кристаллизация компонента А. Состав расплава не изменяется. Температура остается постоянной, пока не закончится кристаллизация. Это объясняется тем, что при кристаллизации чистого компонента выделяется тепло, которое полностью компенсирует теплоотвод в окружающую среду. На кривой охлаждения появляется горизонтальный участок, соответствующий температуре плавления А. Дальнейшее охлаждение кристаллов А описывается плавной кривой. При охлаждении расплава эвтектического состава температура монотонно понижается до ТЕ. При ТЕ из жидкости постоянного состава одновременно кристаллизуются компоненты А и В. Температура остается постоянной, пока не закончится кристаллизация. Кривая охлаждения такая же, как и для чистого вещества.