Многокомпонентные растворы и фазовые диаграммы

Изложены основы термодинамики изолированных и открытых систем, теория бинарных и многокомпонентных растворов, фазовые диаграммы, термодинамическая теория химических реакций и соединений, термодинамика поверхностных явлений. Рассмотрены статистические модели растворов. Общие принципы применимы ко всем материалам. Большинство приложений относится к металлам и сплавам. Все разделы сопровождаются задачами, решения которых приведены в конце книги. В приложениях даны справочные таблицы. [c.4]

Таким образом, по существу можно считать, что в такой-то системе отдельными веществами (простыми веществами или химическими соединениями постоянного или переменного состава) будут считаться все фазы, кроме фаз, простирающихся непрерывно от одного компонента до другого. В трехкомпонентных системах отдельные фазы могут простираться не только от одного компонента до другого, но и от одного бинарного соединения, расположенного на границе фазовой диаграммы, до другого. Еще более сложные случаи могут быть в многокомпонентных системах. Как было сказано выше, для всех этих фаз надо формально условиться о границах и считать, что в таких системах существует 2, 3 или более индивидуальных веществ. Если в твердых растворах [c.280]

Фрэнсис назвал хорды, соединяющие растворы равной плотности, изопикническими. Рассмотрев данные о плотностях около 100 систем, он отметил, что изопикнические хорды встречаются довольно часто, хотя это важное свойство редко отмечалось в оригинальных работах. Изопикнические хорды наблюдаются для систем различных типов и могут исчезать при изменении температуры. Подобные явления встречаются также в многокомпонентных системах, разделение которых имеет промышленное значение, например, в нефтеперерабатывающей промышленности. Если такую систему представить как псевдотройную (см., например, рис. 42), она образует не одну пару растворов, соответствующих определенной изопикнической хорде, а ряд растворов, занимающих некоторую область фазовой диаграммы. [c.147]

Таким образом, в рамках динамических теорий клатратных кристаллов получены важные результаты, имеющие главным образом концептуальное значение. Однако эти подходы еще не доведены до такого состояния, когда можно говорить о практических расчетах фазовых диаграмм реальных многокомпонентных систем с гидратообразованием. Точнее говоря, рассмотренное направление теоретических исследований фактически еще и не преследует подобных целей, тогда как прикладное значение в настоящее время имеют термодинамические (параметрические) модели гидратной фазы, построенные по аналогии с решеточными моделями адсорбции, с одной стороны, и жидких растворов — с другой. [c.81]

Широкие экспериментальные исследования свидетельствуют о весьма разнообразном характере фазовых равновесий в различных многокомпонентных системах. При этом объем экспериментальных данных продолжает быстро возрастать в связи с разработками новых технологических схем ректификации и исследованиями термодинамических свойств растворов. Указанные обстоятельства определяют интерес к систематизации экспериментальных данных на основе общей классификации диаграмм фазового равновесия. Что касается самой классификации, то задача заключается в рациональном подразделении реальных систем на классы, в рамках каждого из которых можно объяснить или предвидеть свойства целого ряда систем на основе общей структуры диаграммы фазового равновесия. Кроме того, задача состоит также [c.91]

Переход от бинарных систем к многокомпонентным позволяет увеличить температурный интервал существования мезофазы за счет понижения температуры Тк-м в эвтектической точке. Типичная диаграмма состояния тройной эвтектической системы изображена на рис. 5.14. Фазовый объем непрерывного нематического раствора [c.144]

Представить изменение состава четырехкомпонентной системы можно только посредством трехкоординатной диаграммы, которая имеет вид правильного тетраэдра и демонстрирует только изменение состава при постоянных температуре и давлении. Примеры таких диаграмм приведены на рис. 5.8,6 и в. Для практических целей пригодны двухкоординатные диаграммы при постоянных величинах мольных составов двух из компонентов (см., например, рис. 5.8,в и г), либо трехкоординатные диаграммы при фиксированном мольном составе одного из компонентов. При построении диаграммы системы, показанной на рис. 5.8,в, целесообразно считать постоянным содержание воды. Изучение состояния многокомпонентных растворов и равновесных составов жидкость—твердая фаза, чаще всего проводилось на примерах водных солевых смесей (см. [133, 22]). Рассмотрение четырех- и пятикомпонентных систем не входит в нашу задачу фазовое равновесие в таких системах подробно обсуждается в книгах Риччи [ПО], Фогеля [138] и Цернике [146]. [c.297]

Исследования химических реакций в неглубоко замороженных многокомпонентных растворах позволили экспериментально продемонстрировать структурную и фазовую неоднородность этих систем (в том числе и при температурах ниже эвтектических), подтвердить существование в них областей с подвижностью молекул, сравнимой с подвижностью в жидких средах, а также предложить кинетические модели, на количественном уровне описывающие протекание соответствующих реакций и объясняющие экстремальные температурные зависимости скоростей химических процессов в таких системах (см. обзорные работы [3, 19-21]. Было установлено, что неглубоко замороженные многокомпонентные растворы не являются полностью твердыми не только в области фазовой диаграммы между линиями ликвидуса и солидуса, но и значительно ниже последней. Как раз в этих неотвержденных зонах, названных в работе [22] незамерзшей жидкой микрофазой (НЖМФ), молекулы обладают достаточно высокой подвижностью. Если реагенты хорошо растворимы, то они концентрируются (в предельном случае - полностью) в НЖМФ. [c.72]

Актуальность объединения указанных двух направлений исследования сплавов в настоящее время не вызывает сомнений. Это проявляется в создании международных проектов, объединяющих усилия специалистов разных стран, в выпуске специальных журналов, организации симпозиумов и конференций. И все же, несмотря на очевидную активизацию, работы в области термодинамики диаграмм состояний имеют пока односторонний характер выдвинутая по инициативе Л. Кауфмана программа совмещения данных по термодинамике и фазовым диаграммам двойных и многокомпонентных систем развивается в основном внайравлении расчета стабильных или метастабильных диаграмм с помощью параметров стабильности чистых компонентов в различных кристаллических модификациях и моделей взаимодействия компонентов в растворах или промежуточных соединениях. Эти параметры и модели определяются всеми доступными средствами. Используются и фазовые диаграммы, однако заложенная в них термодинамическая информация извлекается скорее путем подбора свойств, совместимых с данной диаграммой состояний чем с помощью их строгого расчета. Обоснованием этого служит обычно представление о расчетах термодинамических свойств по диаграммам состояний как об обратных задачах математического анализа , а большинство обратных задач решается неоднозначно, так что подбор подходящего результата является в данной ситуации вполне приемлемым методом решения. [c.6]

Фракционирование полимеров основано на специфичности поведения полимера в трехкомпонентной системе полимер — растворитель — осадитель. Однако вследствие того, что не существует метода для получения фракций, совершенно однородных по молекулярному весу, всякая трехкомпонентная система практически представляет собой многокомпонентную систему с бесконечным числом фракций. В такой системе полимер с меньшим молекулярным весом является хорошим растворителем для полимера с большим молекулярным весом, и наоборот. Они могут взаимно растворяться в любых соотношениях. Поэтому из фазовой диаграммы трех- [c.175]

Рациональное составление многокомпонентных окислителей можно вести на основе так называемых концентрационных диаграмм, они могут быть весьма простыми и очень сложными. Примером такой, довольно сложной, но очень удобной для использования и понимания, сущности процесса смешения является диаграмма смесей азотного тетраксида и азотной кислоты рис. 2.2. Отдельные области и точки диаграммы дают представление о фазовом состоянии раствора. С помощью вспомогательной кривой можно определить значение плотности раствора с [c.70]

Программа для расчета фазовых состояний и диаграмм теплосодержание — температура — состав многокомпонентной смеси по методу Чао—Сиадера. Для расчета коэффициентов летучести чистых компонентов в жидкой фазе используется метод Питцера, коэффициенты активности компонентов растворе рассчитываются по уравнению Гильдебрандта для регулярных растворов, а коэффициенты летучести в паровой [c.41]