Равновесия кристаллы — жидкий раствор в бинарных системах

Точки составов, располагающиеся при данной температуре между кривыми ликвидуса и солидуса, изображают брутто-со-ставы смесей, распадающихся на твердую и жидкую фазу. Соотношение масс образовавшихся фаз определяется с помощью правила рычага [см. (V. 176)]. Взаимное расположение линий ликвидуса и солидуса можно установить с помощью выражения (V. 168). Так как переход твердого тела в жидкость всегда сопровождается поглощением теплоты, величина Qi 2 имеет положительный знак и из выражения (V. 165) следует условие (V. 169). Поэтому графическое изображение равновесий жидкость — твердое тело при р = onst аналогично таковому для систем жидкость —пар в бинарных двухфазных системах. Если охладить расплав состава (рис. V. 26, а) от Т до Т", то из нбго выпадут первые кристаллы твердого раствора По [c.295]

На рис. 44 представлен тип диаграммы состояния двухкомпонентной системы А—В с эвтектикой (без бинарных химических соединений и твердых растворов). Рассмотрим путь кристаллизации расплава состава а. Прежде всего определим, что конечными фазами кристаллизации любого бинарного состава в этой системе будут компоненты А и В, а кристаллизация всех подобных составов будет заканчиваться при эвтектической температуре 4 в точке эвтектики. При понижении температуры от точки а до будет происходить только охлаждение расплава. При достижении температуры ликвидуса tb жидкая фаза (расплав) состава Ь окажется насыщенной по отношению к компоненту А (в области IKteE в равновесии с жидкостью находятся кристаллы А, что указывается на диаграмме соответствующим обозначением А + ж) и последний при дальнейшем охлаждении будет кристаллизоваться из расплава. Состав жидкой фазы будет изменяться при этом по кривой ликвидуса от точки Ь к точке Е (система моновариантна). При достижении эвтектической температуры 4 жидкость, отвечающая эвтектическому составу Е, кристаллизуется с одновременным выделением кристаллов А и В, поскольку точка Е принадлежит одновременно обеим кривым ликвидуса txE и t E) и, следовательно, жидкость состава Е насыщена по отношению к обоим компонентам. При этом пока не исчезнет вся жидкая фаза, температура 4 и состав (Е) жидкой фазы будут оставаться постоянными, поскольку система при этих параметрах инвариантна (температура при отводе от системы теплоты будет поддерживаться постоянной за счет выделения теплоты кристаллизации). Кристаллизация закончится в точке эвтектики Е. [c.223]

РАВНОВЕСИЯ КРИСТАЛЛЫ — ЖИДКИЙ РАСТВОР В БИНАРНЫХ СИСТЕМАХ [c.170]

Работа 4. Исследование равновесия кристаллы — жидкий раствор в бинарных системах органических веществ [c.177]

При обычной т ристаллизации равновесие между жидкой и твердой фазами для ароматических углеводородов С а может быть классифицировано как твердое тело — нерастворимая эвтектическая система. Фазовая диаграмма для бинарной системы и-ксилол — ле-ксилол (рис. 3.21) является характерной для систем этого типа. Если смесь равных количеств п- и л -ксилола охладить до —14 С, то начнут выделяться кристаллы га-ксилола (температура начала кристаллизации смеси). По мере снижения температуры будут выкристаллизовываться дополнительные количества г-ксилола поэтому содержание его в маточном растворе станет прогрессивно снижаться. Состав маточного раствора по мере снижения температуры начнет изменяться в соответствии с кривой температуры начала кристаллизации (см. рис. 3.22, с. 96) до приближения к эвтектической точке, равной —52,7 °С. При этой температуре в маточпом растворе содержание компонентов будет следующим п-ксилол 12,5 Л1-КСИЛ0Л 87,5 мол. %. Если температуру дополнительно снизить и отвести необходимое количество тепла, то вся система затвердеет. Расчет показывает, что из смеси, состоящей из 50 мол. % п-ксилола и 50 мол. % л4-ксилола, отбор п-ксилола может составлять 40 мол. % на сырье или 86% от его потенциального содержания в сырье. [c.94]

Диаграмма рис. 63 описывает схематически фазовые состояния бинарной системы метилэтилкетон (А) — вода (В). Диаграмма показывает, что эти компоненты образуют лишь индивидуальные кристаллы. В жидком состоянии при достаточно высокой температуре компоненты А и В неограниченно растворимы один в другом. При более низких температурах раствор расслаивается на две жидкие фазы, образуя растворы, обозначенные буквами Ьх и Буквой К отмечена критическая точка взаимной растворимости двух жидкостей под давлением равновесного с ними насыщенного пара. При более низкой температуре, например, при температуре и давлении г° в равновесии находятся раствор г, раствор г" и насыщенный пар г". На проекции р—Т области расслаивания отвечает кривая [c.233]

Рассмотренные выше принципы относятся только к размерам получаемых кристаллов влияние же различных условий на состав получаемых кристаллов практически почти не изучено. В частности, в литературе опубликована лишь одна работа для органической системы [37], ири которой бинарную испытуемую смесь пропускали по охлажденной трубе и определяли скорость кристаллизации и состав твердой фазы. Для удобства количественной оценки разделительной способности стадии образования кристаллов применяли систему, образующую твердые растворы, а именно нафталин — р-нафтол. Было установлено, что низкие скорости кристаллизации благоприятствуют повышению эффективности единичной ступени, т. е. с уменьшением скорости кристаллизации до нуля достигается большая степень приближения к равновесию между твердой и жидкой фазами. Увеличение турбулентности жидко11 фазы также повышает эффективность е .1 ничной ступени кристаллизации. Например, при скорости кристаллизации 50 кг час на 1 м поверхности охлаждения и числах Рейнольдса 59 600 и 4910 эффективность единичной ступени составляла соответственно 70 и 15%. С увеличением скорости кристаллизации в 10 раз эффективность стунени снизилась приблизительно до 10% независимо от числа Рейнольдса. При скорости кристаллизации 5 кг час на 1 и числе Рейнольдса 59 600 эффективность стунени составляла около 90%. Попытки установить зависимость между скоростями кристаллизации, с одной стороны, и коэффициентами мас-сообмеиа и данными фазового равновесия пар — жидкость, с другой стороны, подтверждают влияние числа Рейнольдса. В отношении других параметров четких зависимостей выявить не удалось. [c.70]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология