Концентрационно-зависимые систем

Следовательно, должны быть рассмотрены два различных случая идеальные системы, для которых коэффициенты диффузии и растворимости постоянны, и концентрационно-зависимые системы, для которых как коэффициент растворимости (отношение концентрации к давлению), так и коэффициент диффузии являются функциями концентрации. (Можно различить и другие случаи, когда растворимость и коэффициент диффузии зависят от других параметров, на- [c.235]

Как идеальные, так и концентрационно-зависимые системы будут рассмотрены более детально в следующем разделе. [c.241]

У.5.2. Концентрационно-зависимые системы [c.246]

Концентрационно-зависимые системы можно также описывать законом Фика, используя коэффициенты диффузии, зависящие от концентрации. Наиболее часто используется следующее эмпирическое выражение [c.256]

Концентрационная зависимость коэффициентов самодиффузии уже обсуждалась нами по данным [6] в области малых ф наблюдается рост 0°1т, тем более существенный, чем выше растворимость компонента и больше давление. Таким образом, селективность процесса аг/ будет возрастать за счет увеличения коэффициентов самодиффузии более растворимого /-го компонента. Следует оговориться, что подобный вывод ограничен допущением о независимости диффузионных потоков, т. е. речь идет лишь об идеальном факторе разделения. В реальных системах пластификация матрицы, как уже неоднократно отмечалось, приведет к изменению коэффициентов диффузии всех компонентов и это является одной из основных причин, вызывающих отклонение селективности от идеальных значений. [c.109]

Концентрационные зависимости коэффициентов распределения некоторых соединений в системе органический растворитель — вода приведены на рпс, 5.3. В области средних и высоких концентраций раснределение вещества между фазами очень часто не подчиняется законам распределения Нернста или Шилова. Однако концентрационную зависимость коэффициентов распределения, как правило, удается выразить уравнениями не выше второго или третьего порядка. [c.88]

Таким образом, общий характер концентрационной зависимости свободной энергии Гиббса установлен совершенно однозначно. Эта зависимость в сочетании с температурной зависимостью О (см. рис. 36) позволяет прогнозировать возможные варианты характера фазового равновесия в двухкомпонентных системах. [c.262]

Очевидно, выражения (XI.26) и (XI.28) показывают выполнение условий равновесия твердой и жидкой фаз при данных температуре и давлении. Следовательно, проведение общей касательной к кривым концентрационной зависимости свободной энергии Гиббса является геометрической интерпретацией условия фазового равновесия и позволяет однозначно зафиксировать составы сосуществующих фаз. Установленное геометрическое условие равновесия щи-роко используется на практике при установлении возможных видов равновесия в двухкомпонентных системах. [c.263]

Обоснование основных типов диаграмм состояния двухкомпонентных систем при помощи кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала. Выше отмечалось, что сочетание различных видов двухфазных и трехфазных равновесий позволяет вывести все принципиально возможные типы диаграмм фазового равновесия. Покажем это на примере некоторых важнейших диаграмм. Рассмотрим фазовые соотношения в системе с наличием трехфазного эвтектического равновесия. [c.283]

Рассматривая горизонталь монотектического трехфазного равновесия по аналогии с описанным выше эвтектическим равновесием как сочетание трех коннод, будем иметь картину относительного расположения кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала трех равновесных фаз, геометрически полностью аналогичную показанной на рис. 52,а. Следовательно, рост температуры выше монотектической должен приводить к стабилизации двух двухфазных равновесий и Понижение температуры ниже монотектической горизонтали должно способствовать стабилизации равновесия а Ьг. Соответствующие картины, иллюстрирующие изменения относительного расположения кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала трех рассматриваемых фаз, будут в принципе аналогичны показанным на рис. 53,в для системы эвтектического типа. Однако, принимая во внимание факт расслоения в жидкости и учитывая, что при определенном перегреве две жидкие фазы перейдут в одну, вместо двух кривых концентрационной зависимости д, использованных в случае эвтектической системы, в данном случае следует применить одну кривую для жидкой фазы типа показанной на рис. 50. При этом относительное перемещение соответствующих участков указанной кривой и кривой о — (хв) при изменении температуры полностью аналогичны наблюдаемым в эвтектической системе. [c.291]

Заметим, что фиксированное положение линий моновариантного равновесия в системах, рассматриваемых на рис. 56, устанавливается в принципе так же, как и в случае систем эвтектического и перитектического типа при помощи кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала для различных температур. [c.292]

Разнообразие свойств и сложность кристаллического строения интер металлических соединений дает возможность получать при исследовании изомерных сдвигов сведения, которые позволяют понять механизмы, управляющие Рис. Х1.2. Концентрационная зависимость природой химической номерного сдвига б для системы Ш-8п. [c.201]

С помощью уравнения (V. 78) из данных о концентрационной зависимости коэффициента активности одного компонента бинарной системы можно рассчитывать коэффициент активности другого, причем [c.245]

Задача теории растворов, как и теории других реальных систем,— установление связи между наблюдаемыми на опыте свойствами системы, ее структурными характеристиками и межмолекулярными взаимодействиями в ней. В случае растворов особое внимание уделяется концентрационным зависимостям термодинамических функций. [c.247]

Первое прибл-ижение теории строго регулярных растворов отвечает тому, что в разложении термодинамических функций (Х1У.94)— (XIV.96) сохраняют члены второго порядка малости. Не записывая соответствующих формул, отметим только, что в первом приближении, как и в нулевом, концентрационные зависимости термодинамических функций симметричны относительно переменных х, и х . В первом приближении получаем отрицательную избыточную энтропию, каков бы ни был знак энергии взаимообмена ш. Отрицательные значения 8 являются естественным следствием принятой модели, согласно которой изменение энтропии при образовании раствора определяется исключительно статистикой распределения частиц по узлам. Понятно, что в силу энергетической предпочтительности образования пар определенного типа система оказывается более упорядоченной, чем идеальная смесь, отвечающая совершенно хаотическому распределению по узлам. Изменение же других характеристик, помимо энергии взаимодействия ближайших соседей, в зависимости от типа окружения не учитывается допускается, что при квазихимической реакции (Х1У.62) происходит изменение только потенциальной энергии. [c.424]

При увеличении содержания ПАВ в растворе выше некоторой критической концентрации Ск наблюдается заметный рост светорассеяния, указывающий на возникновение новой коллоидно-дисперсной фазы изотермы поверхностного натяжения вместо обычного плавного хода, описываемого уравнением Шишковского, обнаруживают излом при с = ск, а при дальнейшем росте концентрации выше Ск значения а остаются практически неизменными (рис. УП1—8). Аналогично прн с = ск излом появляется и на кривых концентрационной зависимости удельной и эквивалентной (Л) электропроводности растворов ионогенных ПАВ (рис. У1П—9) и т. д. Концентрация с , выше которой начинается мицеллообразование (образуется некоторое экспериментально фиксируемое количество мицелл), называется критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). Резкое изменение свойств системы ПАВ — вода вблизи ККМ позволяет по точкам излома концентрационных зависимостей многих физико-химических величин с большой точностью определять значения ККМ.. [c.225]

Представления об образовании ионных атмосфер в растворах электролитов, нашедшие отражение в теории Дебая — Хюккеля, объяснили многие свойства электролитных растворов. Однако ряд экспериментальных фактов не объяснялся этой теорией. Непонятной была, например, аномальная электрическая проводимость, впервые обнаруженная Каблуковым (1890) при исследовании растворов НС1 в амиловом спирте. Обычно удельная электропроводность концентрированных растворов уменьшается с добавлением электролита. Каблуков нашел, что начиная с некоторой высокой концентрации электрическая проводимость раствора НС1 в амиловом спирте с дальнейшим ростом концентрации не уменьшалась, а возрастала. Впоследствии такого рода концентрационная зависимость электрической проводимости была обнаружена во многих других системах, включая водные растворы (например, растворы AgNOa). [c.445]

Концентрационная зависимость тю существенно зависит от доли свободного объема системы. Согласно Фуджите - Касимо-то, [c.195]

Действительно, опытные данные свиде (ельствуют о тесной корреляции коллоидного состояния опытных топлив с их температурной харакгеристикой -концентрационная зависимость температуры застывания (см. табл 6.3) симбатна рассмотренной выше аналогичной функции распределеР1ия частиц по размерам (см. табл.6.2). Наиболее это очевидно для смесей с КО, когда повышение концентрации последнего вызывает синхронное изменение размеров и температуры в лнофобных и лиофильных системах. [c.72]

Общий характер концентрационной зависимости свободной энергии Гиббса вытекает непосредственно из критерия устойчивости относительно непрерывного изменения состояния системы. В общем виде физическая картина устойчивости данного состояния фазы относительно примыкающих состояний была дана в гл. IX. Для обоснования общего характера концентрационной зависимости свободной энергии Гиббса необходимо конкретизировать выражение для критерия устойчивости. Из анализа уравнения (1Х.47) — критерия устойчивости фаз относительно образования внутри них новых фаз — вытекает неравенство (1Х.49)—условие устойчивости данного состояния относительно всех возможных примыкающих состояний. Обозначая, как и ранее, одним штрихом состояние, анализируемое на устойчивость, а двумя штрихами — примыкающее состояние и объединяя неравенство (1Х.49) с уравне- Рис. 44. Определение фиксиро- [c.259]

На основе данного заключения, закрепив параметры состояния Тир для двухкомпонентной гомогенной системы, можем показать общий характер концентрационной зависимости изобарно-изотер-260 [c.260]

Взаимосвязь тангенса угла наклона касательной к кривой концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала с химическими потенциалами компонентов в форме (XI. 19) дает основание для геометрического толкования условия равновесия фаз в двухкомпонентной системе. [c.262]

Рис. 46. К обоснованию двухфазного равновесия в двухкомпонентной системе при помощи кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала твердой и жидкой фаз

Рассмотрение двух кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала в изобарическом сечении дает картину, показанную на рис. 46. Проведя общую касательную и учитывая, что значения свободной энергии Гиббса внутри интервала концентраций между сосуществующими фазами всюду ниже изобарно-изотермического потенциала каждой из фаз в отдельности, заключаем, что в указанном интервале при данных значениях температуры и давления устойчива смесь равновесных фаз, и изобарный потенциал смеси определяется по правилу аддиатив-ности. Мы уже отмечали, что в конденсированных системах роль давления сравнительно невелика и в известных пределах ею можно пренебречь. В этом случае для двухкомпонентных систем в качестве параметров состояния, определяющих характер фазовой диаграммы на плоскости, остаются температура и концентрация. Закрепляя один из этих параметров, получаем возможность для установления четкой зависимости изобарно-изотермического потенциала от другого параметра. Анализируя относительное расположение этих зависимостей для различных фаз, получаем способ установления характера фазового равновесия в системе. [c.264]

Двухфазное равновесие в двухкомпонентной системе. Принцип установления характера фазового равновесия на основе приведенных выше температурной и концентрационной зависимостей изобарно-изотермического потенциала сводится к установлению фик-18 — 1135 273. [c.273]

Рис. 50. Характер концентрационной зависимости изобарноизотермического потенциала в двухкомпонентной системе при наличии распада твердого раствора или расслоения расплава

Рис. 52. Обоснование трехфазного эвтектического (а) и перитектического (б) равновесия в двухкомпонентной системе при помощи кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала

Выражения (XI.56) и (XI.57), с одной стороны, представляют собой развернутую форму условий фазового равновесия (XI.55), а с другой, — как это было показано при рассмотрении двухфазного равновесия, они являются условиями проведения общей касательной к кривым концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала сосуществующих фаз. Следовательно, геометрической интерпретацией условия трехфазного равновесия в двухкомпонентной системе является наличие общей касательной к кривым G - f xB) для соответствующих трех фаз. При этом 280 [c.280]

Сочетание различных видов двухфазных и трехфазных равновесий приводит к различным фазовым соотношениям в системе и, следовательно, к различным видам диаграмм состояния. Возможные видоизменения характера кривых моновариантного равновесия при сочетании друг с другом различных фазовых областей в пределах одной диаграммы фазового равновесия весьма многообразны. Оставаясь в рамках классического термодинамического рассмотрения, мы не можем ответить на вопрос о том, какой из вариантов возможен при данных значениях параметров состояния. Однако, полагая в системе наличие того или иного характера изменения температуры плавления компонентов при взаимном добавлении их друг к другу, а также полагая наличие или отсутствие непрерывных растворов либо разрыва растворимости в твердом или в жидком состоянии, мы можем чисто термодинамически, притом строго, хотя и качественно, вывести возможные варианты фазовых диаграмм, которые являются праобразами диаграмм состояния, получаемых экспериментально. Ниже рассмотрим вывод основных вариантов диаграмм состояния двухкомпонентных систем, базируясь на описанных выше принципах обоснования двухфазных и трехфазных равновесий при помощи кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала. [c.283]

Как видим, появление дополнительно еще только одной жидкой фазы существенно усложняет общую картину фазового равновесия в двухкомпонентной системе. Очевидно, образование промежуточных твердых фаз в двухкомпонентной системе также должно внести самостоятельный элемент в диаграмму состояния. Как правило, промежуточные твердые фазы формируются на основе определенных химических соединений, которые могут плавиться конгруэнтно либо распадаться в результате перитектического превращения. Обсуждение характера концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала промежуточных, фаз следует вести в соответствии со строго термодинамически обоснованным понятием фазы. При этом требуется уточнение принадлежности растворов на основе существующих в системе определенных химических соединений к одной или разным фазам. Как известно, природа фаз определяется особенностями межмолекулярного взаимодействия. Последнее в первую очередь обусловлено сортом частиц, их образующих, так как именно природа частиц, образующих данную фазу, обусловливает величину и характер сил обменного взаимодействия, что приводит к формированию вполне определенных химических йязей. Если растворы и фазы различаются родом образующих их частиц (по сортности), то, следовательно, их химические составы (речь идет об истинных составах) качественно различны. Следствием этого является тот факт, что термодинамические характеристики фаз, различающихся родом частиц, описываются разными фундаментальными уравнениями. Это очень важное заключение с необходимостью приводит к выводу о том, что такие растворы даже в пределах одной гомогенной системы должны рассматриваться как самостоятельные фазы. Различие между зависимостями свойств растворов, имеющих качественно иные химические составы, от параметров состояния должно проявляться если не в виде функций, то по крайней мере в значениях постоянных величин, фигурирующих в уравнениях этих функций и отражающих специфику меж-частичного взаимодействия, а следовательно, и химическую природу сравниваемых растворов. В случае растворов или фаз переменного состава данному качественному составу или, иначе говоря, данному набору частиц по сорту отвечает конечный интервал Голичественных составов в данной системе, в пределах которого только и существует строго определенный единственный вид зависимости термодинамических и иных свойств от параметров состояния. Положение о том, что характер зависимости свойств от параметров состояния определяется качественным химическим составом, весьма существенно и названо А. В. Сторонкиным принципом качественного своеобразия определенных химических соединений. Значение этого принципа заключается в том, что его использование позволяет четко определить принадлежность рас- [c.293]

Следует отметить, что строгое следование этому положению с учетом сказанного выше о принадлежности растворов на основе соединения к самостоятельным фазам коренным образом изменяет подход к установлению фазовых соотношений в системе при помощи кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала фаз, поскольку использование в качестве параметра состояния брутто-соетава сплавов в пределах каждой частной системы при строгой оценке соответствующих термодинамических величин требует учета и внесения корректив. [c.294]

Рис. 59. Концентрационная зависимость изобарно-изотермического потенциала в системе с устойчивым недиссоциирован-ным соединением АщВп в жидкой фазе

Конгруэнтно плавящиеся соединения при условии отсутствия диссоциации в твердом и жидком состоянии разделяют двойную систему А—В на соответствующее число подсистем, в пределах которых фазовое равновесие может быть представлено одним из описанных выше видов простых диаграмм состояния. При этом устаиовление фиксированного положения линий фазовой диаграммы при помощи кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала в каждой частной системе осуществляется так, как это было описано в случае систем эвтектического или перитектического типа. На рис. 60 представлена диаграмма состояния системы с устойчивым конгруэнтноплавящимся соединением АтВп, которое при взаимодействии с компонентами А и В образует частные системы соответственно эвтектического и перитектического типа. Характер взаимодействия в данном случае выбран произвольно, а построение каждой частной системы при помощи кривых 0 — 1 х) показано на рис. 53 и 55. Картина может усложняться за счет возможного расслаивания в жидкой фазе частной системы, а также за счет полиморфизма как у компонентов А и В, так и у соединения АтВ . [c.296]

Используя метод построения концентрационной зависимости изобарноизотермического потенциала фаз в двухкомпонентной системе, можно прогнозировать возможность экстраполяции линий моновариантного равновесия и при этом судить о правильности их относительного расположения. Суть принципа использования метода геометрической термодинамики заключается в том, что при проведении общих касательных к системе кривых д 1 х), характеризующих метастабильное и соответственно ста-Рис. 63. Обоснование трехфаз- бильное состояние, последние должного перитектического равнове- ны располагаться в области более низ-сия в двухкомпонентной систе- значений изобарно-изотермнче- [c.298]

Осуществление анализа фазовых равновесий на строго термодинамической основе возможно двумя методами. Один из них— аналитический — использует дифференциальные уравнения типа уравнения Ван-дер-Ваальса — Сторонкина, а другой — геометрический — дает картину фазовых соотношений с помощью кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала. Оба метода, будучи в принципе абсолютно строгими, не позволяют рассматривать конкретные системы, так как дают только качественную картину фазовых соотношений. Для перехода к численным решениям требуется привлечь модельные представления о характере межмолекулярного взаимодействия в растворах, позволяющие получить конкретную форму выражения термодинамических функций, чтобы определить соотношения между параметрами состояния рассматриваемой системы. [c.326]

Важная сторона анализа концентрационных зависимостей термодинамических функций — проверка их на выполнение условий устойчивости относительно непрерывных изменений состояния системы (см. рйзд. 1.7,3). В соответствии с этими условиями для устойчивой системы [c.231]

Все типы Т—х-диаграмм состояния могут быть теоретически выведены, если известны температурная и концентрационная зависимость свободной энергии Гиббса. Система находится в состоянии термодинамического равновесия при минимальном значении свободной энергии AG = 0. Общая зависимость свободной энергии от температуры при р = onst приведена на рис. 150. Из соотношения G = = H—TS [ср. уравнение (VII.6)] следует, что свободная энергия G с ростом температуры уменьшается, поскольку при этом наблюдается возрастание энтропии (стремление системы к разупорядочению), а температурной зависимостью энтальпии в первом приближении можно пренебречь. [c.337]

Перейдем К рассмотрению некоторых закономерностей адсорбции из раствора ПАВ на поверхности твердого тела. Прежде всего отметим, что основным, наиболее простым и широко распространенным методом изучения адсорбционных явлений в подобных системах является исследование концентрационной зависимости адсорбции ПАВ. Для этого обычно используются твердые тела с большой удельной поверхностью — порош ки или тонкошористые адсорбенты. Если удельная поверхность адсорбента 5] неизвестна, определяется общее количество вещества Г, поглощенного единицей массы адсорбента эту величину можно найти по убыли концентрации адсорбирующегося вещества Ас в определенном объеме V раствора после достижения адсорбционного равновесия [c.89]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология