Фазовые диаграммы двухкомпонентных жидких растворов

Жидкие трехкомпонентные системы могут состоять из жидких веществ, как дающих растворы любого состава, так и взаимно ограниченно растворимых. В последнем случае на диаграмме состояния появляется область расслаивания. Фигуративной точке системы, лежащей внутри этой области, отвечают фазовые фигуративные точки двух растворов, на которые распадается система. Так же, как и в двухкомпонентных системах, взаимная растворимость трех компонентов зависит от температуры, и в некоторых случаях при соответствующей критической температуре наступает взаимная неограниченная растворимость всех трех компонентов. Область ограниченной растворимости может иметь различные очертания. [c.409]

На фазовое равновесие двухкомпонентных (бинарных) систем могут оказывать влияние три параметра температура, давление и концентрация. Однако при кристаллизации из растворов основной интерес представляют жидкая и твердая фазы данной системы. Поскольку давление незначительно влияет на равновесие между жидкой и твердой фазами, фазовые превращения могут быть представлены на диаграмме температура — концентрация. [c.351]

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]

Фазовые диаграммы двухкомпонентных жидких растворов [c.183]

Рассмотрим двухкомпонентную систему, взяв в качестве примера смесь, компоненты которой взаиморастворимы в жидком состоянии и нерастворимы — в твердом. Таковы водно-солевые системы, некоторые сплавы, смеси солей и т. п. В подобных системах газообразная фаза (пар) практически отсутствует (конденсированная система), поэтому в условиях постоянства силовых полей (см. разд. IV.2) на их физическое состояние влияет лишь один внешний фактор — температура. Правило фаз для таких систем имеет следующий вид С = + —Ф. Возможное число степеней свободы рассматриваемых систем равно 2 С = 2 + + 1 — 1=2. Это — температура и концентрация любого из компонентов. Поэтому фазовые диаграммы таких систем, как правило, строят в координатах состав—температура . Рассмотрим в качестве примера фазовую диаграмму произвольного сплава, не образующего твердый раствор (рис. IV.2). [c.195]

Для описания фазовых диаграмм температура — состав и давление — состав двухкомпонентных жидких растворов удобно использовать формулу (10.49), которая в явной форме включает в себя коэффициенты активности. Как обычно, будем считать, что индекс р относится к паровой фазе (п), а а — к жидкой (ж). Найдем зависимости Т Х2 ) и Т Х2у ) при Р= onst, а также Р(А 2п) и Р(Х2 ) при Т = onst. [c.185]

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]

До сих пор мы говорили о селективности двухкомпонентных систем, которые при заданной температуре неизбежно существуют в виде двух фаз определенного состава и вследствие этого имеют неизменную селективность. Однако вводя третий компонент, можно в очень широких пределах изменять полярность такой системы из несмешиваюшил-ся пар фаз. Согласно фазовой диаграмме, приведенной на рис. 4.4, компоненты В и С полностью смешиваются с 4.но почти не смешиваются между собой. Смесь В я С разделяется на две фазы, составы которых соответствуют Ь и с. До-баБ, епт11-1й компонент А распределяется между двумя слоями, состав которых дается крайними точками прямых, например Ь и с .Линии, связывающие эти точки, обычно расположены не горизонтально, так как А лучше растворяется в одном из компонентов. При последующем добавлении А составы двух фаз сближаются и в конечном счете становятся одинаковыми (точка Р). Следовательно, в точке Р(точке сгиба") существует только одна жидкая фаза. [c.98]

Вернемся теперь к рис. 10 и посмотрим, какие непосредственные сведения о структуре системы полимер—растворитель можно почерпнуть из анализа этой фазовой диаграммы. Прежде всего будем подниматься от более низких к более высоким температурам вдоль оси ага = 1. Если полимер аморфный, он последовательно проходит через все три релаксационных ( физических состояния стеклообразное, высокоэластическое и вязкотекучее. Они представляют собой разновидности жидкого фазового состояния с раз ][ичной степенью, замороженности сегментальной подвижности цепей. Все это хорошо известные вещи, но о них иногда забывают при рассмотрении фазовых равновесий. В сущности, для системы аморфный полимер—растворитель всегда реализуется фазовое равновесие типа жидкость—жидкость (ибо, говоря о равновесии, мы должны принимать во внимание именно фазовое, а не релаксационное состояние той или иной двухкомпонентной фазы. При достаточно высокой температуре, но ниже ВКТС, раствор вероятнее всего распадается на два обычных раствора различной концентрации. Нередко, используя такое разделение на две жидкие фазы для фракционирования (практически в этом случае чаще варьируется растворитель, но вскоре мы убедимся, что в принципе это ничего не меняет), говорят об образовании коацервата — из-за внешней аналогии с коацервацией в амфифильных электролитных системах. [c.103]

Графически фазовые диаграммы трехкомпонентных систем обычно представляют как набор изобарных и изотермических концентрационных диаграмм, которые для симметричности отображения концентраций всех трех компонентов системы изображают в виде равносторонних концентрационных треугольников. Вершины треугольника соответствуют чистым компонентам, стороны — двухкомпонентным подсистемам, точки внутри треугольника — составам, содержание компонентов в которых равно отношению длин перпендикуляров, опущенных на стороны, противолежащие отвечающим тому или иному компоненту вершинам, к высоте треугольника (рис. 4.12). При этом очевидно, что линия, параллельная стороне, противолежащей вершине, соответствующей некоторому компоненту, соединяет точки, отображающие составы с одинаковым содержанием этого компонента, что позволяет нанести на концентрационный треугольник масштабную сетку, как показано на рис. 4.12. Для сечения фазовой диаграммы, показанного на концентрационном треугольнике, значение г в формуле (4.4) равно 2 (р = и Т = Го), откуда следует, что в этом случае, как и для сечений диаграмм состояния двухкомпонентных систем, трехфазным равновесиям соответствует нуль степеней свободы системы, двухфазным — одна степень свободы, а однофазному состоянию — две степени свободы. Двухфазные равновесия при этом изображают набором канод — линий, соединяющих на диаграмме точки, соответствующие равновесным составам твердых или жидких растворов. [c.165]

Плоскость диаграммы состояния двухкомпонентной системы делится на фазовые области, границами которых служат линии, пересекающиеся в точках. Число степеней свободы двухкомпонентной конденсированной изобарической системы определяется из выражения уел —К—Ф+1 = 3—Ф. Отсюда следует, что если оба компонента образуют одну фазу —раствор (твердый или жидкий), то система условно дивариантна (Ф=1, /=2). Если в равновесии находятся две фазы (две жидкие, жидкая и твердая или две твердые), то система условно моновариантная (Ф = 2, /=1). Наконец, если число фаз, находящихся в равновесии, равно трем (две жидкие и одна твердая, одна жидкая и две твердые, три твердые), то система условно инвариантна (Ф=3, /=0). Число фаз в равновесной конденсированной изобарической системе, состоящей из двух компонентов, не может быть больше трех. Отсюда следует также, что в фазовых областях диаграмм состояния двухкомпонентных систем могут находиться либо одна, либо две фазы. Границы фазовых областей находят, определяя экспериментально положение разделяющих их линий моновариантных равновесий эти линии пересекаются в точках инвариантных равновесий. [c.131]

Представленные системы можно рассматривать как двухкомпонентные с летучей (Н2О) и тугоплавкой (соли или кварц) составляющими, т. е. системы, в которых тройная точка одной компоненты лежит при значительно более высокой температуре, чем критическая точка другой. Точка плавления Na l составляет 804°, а остальных — выше 1000°, в то время как критическая точка воды (растворителя) составляет лишь 374°. Следовательно, диаграммы фазовых равновесий этих систем должны включать область жидких (водных), паровых и закритических (газовых) растворов. [c.19]