Равновесие между твердой и жидкой фазами

Фазовые превращения в бинарной системе могут быть представлены трехмерной диаграммой, координатами которой являются температура, давление и мольная доля. На рис. 4.1 показана подобная диаграмма для бинарной системы в области, где существуют только пар и единственная жидкая фаза. Полная диаграмма для бинарной системы будет включать область равновесия между твердыми и жидкими фазами, а также, возможно, область частичного смешивания двух жидкостей. Правая сторона диаграммы на рис. 4.1 — это просто график зависимости давления пара от температуры для толуола, а левая сторона — такой же график для бензола. Верхняя искривленная поверхность внутри параллелепипеда показывает общее давление пара как функцию температуры и мольной доли толуола в жидкости она обозначена буквой I. Нижняя искривленная поверхность, на которую нанесены пунктирные линии и большая часть которой скрыта, изображает состав пара, равновесного с жидкостью, и обозначается буквой и. Пунктирные линии являются кривыми давления пара для растворов, в которых мольная доля толуола равна 0,2, 0,4, 0,6 и 0,8. При условиях, соответствующих точкам выше поверхности I, существует только жидкая фаза, а в точках ниже поверхности V — только пар при условиях, соответствующих точкам в области между этими поверхностями, пар и жидкость сосуществуют. [c.107]

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ Равновесие между твердой и жидкой фазами [c.54]

РАВНОВЕСИЕ МЕЖДУ ТВЕРДОЙ И ЖИДКОЙ ФАЗАМИ [c.109]

Наиболее общим современным способом определения температур равновесия между твердыми и жидкими фазами является метод термического анализа, который не требует ни механического разделения, ни химического анализа находящихся в равновесии фаз. [c.378]

При любой температуре ниже равновесной Гф свободная энергия жидкой фазы больше, чем твердой, что обусловливает возможность самопроизвольного протекания фазового перехода. На, начальных этапах из расплава формируются чрезвычайно малые ассоциаты, которые по своей устойчивости или способности к существованию при данных условиях отличаются от, более крупных ассоциатов, поскольку условия равновесия между твердой и жидкой фазами на искривленной поверхности раздела иные, чем на плоской поверхности. Таким образом, для формирования устойчивого (критического) при данных условиях низкотемпературного ассоциата требуется некоторое переохлаждение жидкости АГ. Равновесие достигается при таком сочетании температуры и радиуса ассоциата, при котором свободная энергия, обусловленная кривизной поверхности, в точности компенсируется переохлаждением жидкости АГ. [c.36]

Изучение равновесия между твердыми и жидкой фазами н многокомпонентных системах имеет огромное значение в металловедении, металлургии, галургии и многих других отраслях народного хозяйства. [c.115]

Тонкими прямыми на этих и последующих чертежах изображены соединительные линии. Они проведены во всех гетерогенных областях и позволяют судить об изменении состава фаз и соотношения между их количеством в любой точке системы, а тем самым в каждый момент процесса изотермического испарения. Их направление в областях равновесия между твердой и жидкой фазами на рис. 126 Б обусловлено тем, что точки, отвечающие чистым солям, расположены на осях координат в бесконечности таким образом, точки смеси твердой соли и насыщенного раствора в соответствии с правилом соединительных линий оказываются на одной прямой. [c.324]

Влияние реакций протолиза катиона или аниона малорастворимого электролита на равновесие между твердой и жидкой фазами может быть показано с помощью констант суммарных равновесий или с помощью реальных констант равновесий [см. (3.16) и (3.21)]. Сначала рассмотрим константу суммарного равновесия в случае, когда анион в значительной степени протонируется, а катион практически не подвергается протолизу [c.115]

Равновесие между твердой и жидкой фазами [c.38]

Диаграммы плавкости. Такие Д.с. служат для установления условий равновесия между твердыми и жидкими фазами. Рассмотрим их осн. типы. Простейший вариант соответствует случаю, когда компоненты А и В образуют одну жидкую фазу (расплав или р-р), при охлаждении к-рой только выделяются (кристаллизуются) индивидуальные в-ва (не образуются ни твердые р-ры, ни хим. соед.). На Д. с. (рис. 2) линия, изображающая зависимость [c.33]

Таким образом, мы убедились, что одно из любимых развлечений человека, катание на коньках, а также на лыжах, связано с отклонением кривой М на диаграмме состояния воды рис. 11.11 в левую сторону от вертикали- Поскольку на диаграмме состояния диоксида углерода (рис. 11.10) кривая плавления отклоняется, как и для большинства веществ, в правую сторону от вертикали, катание на коньках или лыжах по сухому льду невозможно, потому что повышение давления приводит к возрастанию, а не понижению температуры плавления этого вещества. Выходит, черт в аду лишен удовольствия покататься на коньках, потому что весь ад покрыт серой, и даже если черт своим колдовством заставит ее замерзнуть, отклонение кривой равновесия между твердой и жидкой фазами серы в правую сторону от вертикали исключает возможность катания на коньках по сере [c.195]

Г. Равновесия между твердой и жидкой фазами. 308 [c.283]

Умение пользоваться описанными выше диаграммами равновесия между твердой и жидкой фазами необходимо для правильной оценки степени чистоты данного вещества и для подбора подходящего метода выделения его из смеси или для разделения смеси на чистые компоненты. Факт постоянства температуры плавления или затвердевания отнюдь не означает, что мы имеем дело с химически чистым веществом, поскольку это постоянство характерно также для эвтектических и перитектических смесей, а также для твердых растворов, дающих минимум или максимум на кривой затвердевания. Понижение температуры плавления может дать некоторое основание для оценки степени загрязненности вещества лишь в случае систем, подчиняющихся закону Рауля, т. е. крайне редко. Эти трудности еще усугубляются наличием описанных выше случаев, когда добавление одного вещества к другому не только не понижает тем-пе уры его плавления, но повышает ее, или же не влияет на нее вообще Поэтому для получения правильных данных о составе смеси и о возможности ее разделения на отдельные компоненты нельзя ограничиваться определением температуры плавления, а следует пользоваться полной диаграммой равновесия системы жидкость—кристаллы. [c.41]

Из известных теорем классической термодинамики следует, что при равновесии между двумя состояниями вещества свободные энергии единицы массы вещества в обоих состояниях должны быть одинаковы. Отсюда условием равновесия между твердой и жидкой фазами должно быть равенство Отв = От. Графически такое состояние иллюстрирует рис. 26, из которого видно, что при температуре плавления кривые свободной энергии твердой и жидкой фаз пересекаются. Выше температуры плавления устойчиво жидкое состояние, ниже ее — твердое. [c.103]

О роли перекристаллизации в суспензиях можно судить по дискуссии, развернувшейся много лет назад между двумя крупными школами радиохимиков — В. Г. Хлопина [10] и О. Хана [П],— о возможности достижения истинного термодинамического равновесия между твердой и жидкой фазами при распределении между ними радиоактивной микропримеси. [c.5]

И. В. Коршунов и Ю. С. Поликарпов [32] сделали попытку экспериментально изучить влияние ультразвука на соосаждение микропримеси при кристаллизации макрокомпонента из пересыщенного раствора. Результаты опытов показывают, что при облучении ультразвуком пересыщенного раствора коэффициент О близок к значению, полученному методом изотермического снятия пересыщения при перемешивании, но истинное равновесие между твердой и жидкой фазами устанавливается не в течение нескольких десятков часов, а нескольких минут. Авторы объясняют роль ультразвука в ускорении достижения равновесия в искусственном диспергировании твердой фазы. [c.7]

В пористом твердом теле при высокой температуре происходит коалесценция пор, что дает возможность по временной зависимости среднего размера нор рассчитать иоверхностную энергию [14. Известен способ измерения поверхностной энергии по результатам наблюдения равновесия между твердой и жидкой фазами одного и того же материала. В данном случае экспериментально измеряют межфазную поверхностную энергию Утж а затем, зная у, рассчитывают Принцип измерения основан на зависимости температуры равновесия в системе твердое тело — расплав от радиуса кривизны поверхности раздела в коническом зазоре между двумя пластинами [14, 31, 54, 55]. [c.56]

Разделения, основанные на равновесии между твердой и жидкой фазами. К наиболее известным и распространенным методам относится осаждение. Из новых методов необходимо отметить соосаждение. При осаждении твердая фаза захватывает из раствора ряд веществ, которые сами по себе растворимы в данных условиях. Соосаждение в обычном анализе препятствует хорошему разделению. Однако, пользуясь методом соосаждения, можно выделить из раствора ряд примесей осаждением с коллектором. Поэтому соосаждение — основной метод получения аналитических концентратов он щироко применяется также в радиохимии, для получения многих чистых реактивов и т. п. [c.43]

Равновесие между твердой и жидкой фазами зависит от концентрации ионов в растворе и характеризуется равновесным потенциалом данной системы. Изменение равновесного потенциала электрода в зависимости от концентрации ионов в растворе называется обратимостью электрода относительно данного катиона или аниона. [c.200]

Совершенно такие же результаты могут быть получены и при анализе кривых плавления. Однако, как правило, точность в данном случае меньше, так как в начальный период расплавления нельзя обеспечить перемешивания системы и практически невозможно достигнуть равновесия между твердой и жидкой фазами, вследствие чего нарушается правильное течение процесса. [c.247]

Однако на практике лишь немногие из реакций осаждения отвечают всем требованиям, перечисленным в разделе 1А, например многие реакции имеют недостаточную скорость. Во многих случаях скорость осаждения или скорость достижения равновесия между твердой и жидкой фазой явно мала. Это не имеет большого значения при выполнении [c.350]

Пробирки помещают в термостат, и содержимое энергично перемешивают в течение 4 ч для достижения равновесия между твердой и жидкой фазами, после чего отстаивают осадок. Из прозрачного раствора над осадко.м берут пробы для определения удельной активности. [c.152]

В работе Херингтона [45], так же как и в предыдущем исследовании, доложенном в Амстердаме на конференции в 1957 г., обращается особое внимание на научное обоснование криоско-пического метода определения степени чистоты органических препаратов. Особое внимание автор уделяет проблеме достижения истинного равновесия между твердой и жидкой фазами и указыва- [c.228]

Метод требует определения температуры равновесия первых (или, соответственно, последних) кристаллических зародышей с жидкой фазой установлением точки замерзания чистого вещества (экстраполяцией) и, наконец, проверки истинного установления равновесия между твердой и жидкой фазами. [c.229]

Линия ОС — это линия температурной зависимости давления насыщенного пара над жидкой водой (или, иначе, кривая испарения) линия ОА — температурная зависимость давления насыщенного пара надо льдом (кривая возгонки) наконец, линия ОВ — кривая плавления. Любая точка на линиях ОА, ОВ и ОС отвечает двухфазной системе. Так, любая точка на линии ОВ отвечает равновесию между твердой и жидкой фазами на линии ОА — равновесию между льдом и паром на линии ОС — равновесию между жидкой водой и паром. Очевидно, что, находясь на любой из этих линий, нельзя произвольно менять оба параметра р и Т, не нарушая фазового состояния системы, но один из этих параметров (любой) можно в известных пределах менять произвольно. Двухфазная система моновариантна. Например, если, находясь в любой точке на кривой ОС, повысить давление, не изменяя температуры, то равновесие нарушится и весь пар превратится в жидкость. Аналогично на линии ОА повышение давления при неизменной температуре превратит весь пар в лед, а на линии ОВ такое повышение давления при Т — onst вызовет плавление льда. Однако если в какой-нибудь точке, например, на линии ОС произвольно повысить температуру и одновременно повысить давление так, чтобы новое состояние соответствовало бы новой точке на этой [c.111]

Диаграмма Т—5 (рис. 1.3) позволяет проследить изменение физико-химических свойств веществ и фазовые превращения. Для изоэнтро-пических и изотермических процессов количество теплоты оценивают по площадям, ограниченным ординатами или абсциссами соответствующих параметров изменения энтропии и температур. В процессах, протекающих по изоэнтальпам, вычисляют изменение или давления, или температуры, или их совместное изменение, дроссельный эффект (см. 2.2.2), теплообмен с изобарным понижением или повышением температур и т. д. Область твердого состояния I расположена на диаграмме от значения 5 = О до линии межфазо-вого равновесия МСЬ (твердое вещество превращается в жидкость на участке СЬ, а в газ — на участке N). Процессы плавления — затвердевания можно проследить в области //. Правее линии МА до линии АК (точка К — критическая точка) расположена область 11 жидкого состояния. Под линией АКВ заключена область IV для двухфазной системы Ж + Г, где отображаются процессы кипения — конденсации. Линия АВ соответствует равновесию между твердой и жидкой фазами в присутствии газообразного вещества. [c.23]

При химическом анализе неорганических веществ в основном имеют дело с твердыми веществами, которые представляют собой малорастворимые электролиты. Кристаллические решетки таких веществ построены из ионов и в раствор переходят не молекулы, а ионы. Если формульную единицу такого электролита обозначить через KtpAn,, равновесие между твердой и жидкой фазами может быть записано так [c.110]

Рассматриваются основные вопросы аналитической химии — протолитические и редоксиравновесия, равновесия комплексообразования, равновесия между твердой и жидкой фазами. Излагаются основы химической термодинамики и кинетики. Разбираются химические, электрохимические и фотометрические методы определения веществ, точность определений в количественном анализе, маскирование и методы разделения Во 2-е издание (1-е— 1980 г.) включены электродные равновесия и процессы и фотометрия. [c.2]

Умение пользоваться описанными выше диаграммами равновесия между твердой и жидкой фазами необходимо для правильной оценки степени чистоты данного вещества и для подбора подходящего метода выделения его из смеси или для разделения смеси на чистые компоненты. Факт постоянства температуры плавления или затвердевания отнюдь не означает, что мы имеем дело с химически чистым веществом, поскольку это постоянство характерно также для эвтектических и перитектических смесей, а также для твердых растворов, дающих минимум или максимум на кривой затвердевания. Понижение температуры плавления может дать некоторое основание для оценки степени загрязненности вещества лишь в случае систем, подчиняющихся закону Рауля, т. е. крайне редко Эти трудности еще усугубляются наличием описанных выше случаев когда добавление одного вещества к другому не только не понижает тем пе уры его плавления, но повышает ее, или же не влияет на нее вооб [c.41]

Разделение п о пстка углеводородов процессом кристаллизации основывается на равновесии между твердой и жидкой фазами. В рамках данной статьи невозможно подробно рассмотреть теорию равновесия систем твердое тело— жидкость. Этому вопросу посвящены превосходные монографии [22, 30, 82]. Однако уместно кратко рассмотреть различные тины равновесия между твердым телом и жидкостью и их использование при расчете процессов кристаллизации. [c.54]

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]

О. Хан отрицал наличие равновесия между твердой и жидкой фазами при распределении радиоактивного мпкрокомпонента вследствие того, что скорость диффузии примеси в твердом теле очень мала (О — 10 2° см сек) и не может обеспечить за разумный отрезок времени равномерное распределение изотопа по всему объему кристалла. Его сторонники доказывали, что распределение микрокомпонента между раствором и кристаллами является только неравновесным, гетерогенным. Впервые такое распределение рассмотрели Дернер и Госкинс [12], которые считали, что равновесное распределение существует только между поверхностными слоями и раствором [c.5]

При разделении и очистке углеводородов кристаллизацией основную роль играет равновесие между твердой и жидкой фазами. Считается, что для углеводородных систем возможны равновесия таких типов 1) твердое тело — нерастворимая эвтектическая система и 2) равновесие для систем тина твердого раствора [42]. У некоторых углеводородных систем наблюдаются фазовые равновесия обоих типов. Имеется еще третий тип, представляющий собой особый случай эвтектической системы и характеризующийся образованием молекулярных соединений двух компонентов. Такие системы известны прежде всего в неорганической химии — твердые гидраты различных соединений. В области нефтехимии известны пока лишь немногочисленные системы, способные к образованию молекулярных соединений. Сюда относятся соединения, образуемые ССЦ и СВг4 с различными ароматическими углеводородами [138]. Например, к смеси ксилолов можно добавить четыреххлористый углерод и охладить до температуры, близкой к тройной эвтектики (молекулярное соединение четыреххлористого углерода с нараксилолом, избыток четыреххлористого углерода и метаксилол). При этом выкристаллизовывается молекулярное соединение нараксилола с четыреххлористым углеродом. Из обеих фаз можно удалить четыреххлористый углерод и таким образом получить раздельно нараксилол и метаксилол. [c.248]

Температуру плавления можно определя1ь двумя различными способами. По одному из них температуру нагревательного столика повышают непрерывно (вблизи от точки плавления 2—4° в минуту) до полного расплавления вещества. Началом плавления считают температуру, при которой начинают округляться углы и грани более крупных кристаллов. Точка, в которой кристаллы полностью исчезают, считается концом плавления вещества. По второму способу с помощью реостата устанавливают такую температуру, при которой достигается равновесие между твердой и жидкой фазами. Таким способом температура плавления может быть определена гораздо точнее. Отдельные детали можно уточнить в руководстве по пользованию прибором. [c.88]

Явление радиоколлоидообразования может привести к серьезным ошибкам при определении растворимости чрезвычайно труднорастворимых веществ. Так, общеизвестно, что при определении растворимости мы исходим из предположения о существовании равновесия между твердой и жидкой фазами, В случае образования радиоколлоидов, как указывает М. Гайсинский [39], состояние равновесия может отсутствовать. Раствор вещества в течение некоторого времени может не обнаруживать признаков радиоколлоидообразования, но затем в результате действия трудноконтролируемых факторов наступает резкое изменение — появляются коллоидные агрегаты. Это приводит к нарушению равновесия и вносит весьма большую неопределенность в результаты исследований. [c.238]

С повышением температуры получения клинкера кристаллы алита до 1273 К растут медленно, в интервале от 1273 до 1823 К- значительно быстрее, а при температурах выше 1873 К они вырастают до размеров в 1—3 мм за несколько секунд. По мере,увеличения времени пребывания материала в зоне максимальных температур в печи (1673—1723 К) структура кристаллов алита становится более однородной, но размеры их возрастают в весьма небольшой степени, так как в результате установления динамического равновесия между твердой и жидкой фазами в последней имеется лишь очень небольшое количество структурных элементов для роста кристаллов. Незначительный рост кристаллов алита происходит за счет растворения отдельных нестабильных его частиц и переотложен ия их на более стабильных кристаллах этого минерала. [c.218]