ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химический анализ Физико-химический анализ и его приложения из "Правило фаз Издание 2" Построение диаграмм состояния, как было отмечено выше ( 39). явилось весьма плодотворным путем изучения фазовых превращений, однако ценность графических методов была понята сравнительно недавно. Впервые о большом значении объединения химии, физики и геометрии для выяснения природы смешанных тел писал М. В. Ломоносов в 1741—1752 годы. Но труды М. В. Ломоносова были забыты, и прошло более ста лет, пока к тем же идеям пришел Д. И Менделеев, посвятивший ряд работ изучению растворов. [c.187] В 1865—1867 годах Д. И. Менделеевым были опубликованы выдающиеся исследования водных растворов спирта и серной кислоты. Д. И. Менделеев нашел, что на кривых, описывающих зависимость удельного веса этих растворов от состава, имеются изломы (рис. 45а). Это значит, что первая производная удельного веса по составу, выражающая собой наклон касательной к полученным кривым, претерпевает несколько разрывов (рис. 456). Точки, отвечающие этим разрывам, Д. И. Менделеев назвал особыми и считал, что их появление доказывает существование определенных соединении растворенного вещества с водой. [c.187] Таким образом, Д. И. Менделеев первый высказал мысль, что на основании геометрического анализа диаграммы состав—свойство можно установить существование химического соединения, не выделяя последнее из системы. [c.187] Как правило, мы можем говорить лишь о том, что подобное уравнение в принципе должно существовать. Но вид его остается нам неизвестным. [c.189] Хотя вид подобных сложных уравнений нам тоже неизвестен, однако можно утверждать, что эти сложные уравнения должны быть составлены на основании уравнений типа (181), относящихся к отдельным фазам системы. [c.190] Опытом установлено, что при непрерывном изменении давления, температуры или состава фаз изучаемое свойство системы, например электропроводность, удельный объем и т. д., тоже изменяется непрерывно. Если одна из фаз исчезает или появляется новая фаза, то изучаемое свойство системы изменяется скачком. Это можно объяснить тем, что изучаемое свойство описывается уже новым общим уравнением, составленным на основании другого набора уравнений типа (181). [c.190] Поскольку в подавляющем числе случаев нам не известен вид ни функций /, ни составленных из них более сложных функций, для изучения зависимости выбранного свойства от факторов равновесия пользуются построением диаграмм на основании непосредственных опытных данных. Возможности построения диаграмм ограничены тем, что мы не в состоянии выйти за рамки трех измерений, и, следовательно, диаграмма может выражать зависимость какого-либо свойства лишь от одного или двух факторов равновесия. Однако в большинстве случаев этого оказывается достаточно для решения многих вопросов. [c.190] Наибольший интерес обычно представляют зависимости свойств от состава. Эти зависимости удобно описываются плоскими диаграммами в случае двухкомпонентных систем и объемными диаграммами в случае трехкомпонентных систем. Более сложные системы требуют введения дальнейших упрощений. Для их исследования разработаны специальные приемы. Примерами диаграмм состав-свойство могут служить все приведенные выше диаграммы состояния, выражающие зависимость температуры начала кристаллизации, т. е. одного из физических свойств системы от состава этой системы. [c.190] Сопоставление данных термического анализа, т. е. диаграмм типа рис. 37 и 41—44 с диаграммами, описывающими зависимость других свойств от состава, проливает свет на ряд дальнейщих подробностей. Рассмотрим в качестве примера рис. 46, где показано, как зависят от состава бинарной системы 50з—НгО температура начала кристаллизации, вязкость т] жидкой фазы при 35 и 50°, удельный вес при 25° и ргз — удельное электросопротивление при 25°. [c.191] Составу 50% 50з и 50% НгО, т. е. чистой НгЗО отвечают сингулярные точки на всех кривых, кроме кривой вязкости при 50°. [c.191] Это значит, что при всех указанных температурах ниже 50° Н28 04 является индивидуальным недис-соцнированным веществом. При 50° кривая вязкости дает максимум несингулярного типа, указывающий, по-впдимому, на некоторую диссоциацию Н2804. [c.191] Кривая удельного веса показывает, что только образование наиболее устойчивого соединения Н2804 сопровождается значительным изменением удельного веса и появлением сингулярной точки. [c.192] Состав соединений, образующихся в сплавах магния и кадмия, был установлен на основании измерений скорости превращения. Сплавы различного состава от чистого магния до чистого кадмия выдерживались при температуре, отвечающей их метастабильному состоянию, и по постепенному изменению электропроводности сплава определялась скорость его перехода в устойчивое состояние. На кривой состав — скорость перехода найдены две сингулярные точки, отвечающие составам М С 1 и Mgз d. [c.192] С помощью методов физико-химического анализа можно исследовать составы водных растворов солей вплоть до температуры плавления рассматриваемой соли или системы солей. Растворы могут образовываться и при температурах выше критической температуры воды, если давление газообразной воды достаточно велико, т. е. порядка сотен атмосфер. По мере приближения к температуре плавления соли или солевой системы растворимость воды в солях сначала растет, а затем падает до нуля. В соответствии с этим проходит через максимум, и потом спускается до нуля и давление газообразной воды, равновесной с насыщенным раствором. [c.192] Классификация физических свойств, измеряемых при физико-химическом анализе. [c.193] Свойства, основанные на молекулярном сцеплении. [c.193] Приведенный в табл. 2 список методов физико-химического анализа ни в коем случае нельзя считать исчерпывающим. Физико-химический анализ продолжает успещно развиваться и непрерывно пополняется новыми приемами и до сих пор не использованными свойства.ми различных систем. Физикохимический анализ является крупным щагом вперед в деле изучения химических взаимодействий, так как он позволяет исследовать характер взаимодействий между индивидуальными веществами как в системах гомогенных, так и многофазных. [c.194] Вернуться к основной статье