Анализ диаграммы давление — состав

Основным средством физико-химического анализа является диаграмма, построенная по экспериментальным данным, с помощью которой наглядно устанавливаются искомые соотношения. К физикохимическим диаграммам относятся диаграммы состав — свойство и диаграммы состояния, или фазовые диаграммы, характеризующие зависимость фазового состава системы от внешних условий (параметров ее состояния) — температуры, давления и проч. [c.127]

Физико-химический анализ основан на изучении зависимости между химическим составом и какими-либо физическими свойствами системы (плотность, вязкость, растворимость, температура плавления, температура кипения и др.) с применением геометрического метода изображения полученных результатов. Найденные опытным путем данные для нескольких состоянии системы наносятся в виде точек на диаграмму состав—свойство , на оси абсцисс которой откладывается состав системы, на оси ординат — свойство. Сплошные линии, проведенные через эти точки, отображают зависимость свойства от состава системы н позволяют устанавливать соотношение любого произвольно взятого состава системы с исследуемым свойством. Плавный ход сплошных линий соответствует постепенному увеличению или уменьшению исследуемого фактора (состава, температуры, давления и т. п.), не влекущему за собой изменения качественного состава системы. Резкие перегибы и пересечения линий указывают на превращения и химические взаимодействия веществ. Анализ линий и геометрических фигур на диаграмме состав—свойство позволяет судить о характере химических процессов, протекающих в системе, а также устанавливать состав жидкой и твердой фаз, не прибегая к разделению системы на составные части. [c.272]

Метод физико-химического анализа заключается в следующем. Измеряют какое-нибудь физическое свойство раствора или расплава (плотность, вязкость, температуру плавления, давление пара, поверхностное натяжение, электропроводность, показатель преломления, диэлектрическую проницаемость и т. д.). Последовательно изменяя состав, получают таблицу числовых данных измеряемого свойства. С помощью этих данных строят диаграмму состав — свойство. Изучают геометрические особенности диаграмм состав — свойство для растворов различных компонентов и ищут зависимость между геометрическими особенностями такой диаграммы и природой раствора. [c.167]

Имеется немало примеров того, что параметры фазового равновесия жидкость — пар для смесей играют важную роль при расчетах теплообмена. В то время как точка кипения для чистых компонентов при данном давлении фиксирована, для смеси такая ситуация не сохраняется. Диапазон температур, в котором имеет место кипение (или конденсация) при заданном давлении, зависит от состава смеси. На рис. 3 представлена диаграмма температура — давление типичной смеси легких углеводородов. Состав системы в целом, фазовое равновесие которой представлено на рис. 3, является постоянным. Составы паровой и жидкой фаз будут меняться от точки к точке. При анализе рис. 3 сразу видно различие в свойствах смеси и чистого вещества. Критическая температура чистого компонента определяется как температура, выше которой в веществе исчезает различие между жидкостью и паром. Очевидно, что такое определение неприменимо к исследуемой смеси. Здесь существует диапазон температур выше критической температуры, в котором жидкость некоторого состава может существовать одновременно и в равновесии с паром. Для чистого компонента критическое давление [c.166]

При применении правила фаз двухкомпонентной (двойной) системы в него входят три переменные величины давление, температура и концентрация обоих компонентов. Если концентрацию выразим в весовых (или мольных) процентах, то получим уравнение с тремя переменными (давление, температура и состав в /Ь), Процесс кристаллизации сплава металлов других соединений изучается при постоянном давлении. Поэтому зависимость концентрации бинарного раствора от температуры в процессе кристаллизации обычно выражают диаграммой состояния, построенной в координатах температура — концентрация на плоскость на основании данных, полученных методом термического анализа. Диаграмма состояния еще называется фазовой диаграммой или диаграммой плавкости. Методика экспериментального определения диаграммы плавкости изложена в предыдущем параграфе. Остановимся подробнее на рассмотрении диаграммы состояния двойной системы. [c.153]

Анализ диаграммы давление — состав. щъы (рис. 26), характеризующие составы сосуществующих фаз (насыщенного пара и кипящей жидкости) делят диаграмму на три области. Под кривой пара находится область перегретого пара, над кривой жидкости — область жидкости, между кривыми — гетерогенная область — смесь жидкости и пара (влажный пар). [c.101]

Учение о зависимости свойств многокомпонентных систем (давление пара, температура плавления, внутреннее строение и структура, твердость, электрическая проводимость и др.) и условий их существования от состава получило название физико-химический анализ . Начало и основное развитие это учение получило в работах Н. С. Курнакова и его школы. В физико-химическом анализе широко пользуются геометрическими методами, представляя зависимости графически в виде диаграмм состав — свойство. Переходя к систематическому изложению этого материала, укажем, что совершенно условно диаграммы состав — давление насыщенного пара будут рассмотрены в главе V после описания общих свойств жидких растворов. [c.115]

Очень часто методы физико-химического анализа применяются для изучения систем, образованных двумя веществами. Общий прием, которым при этом пользуются, состоит в количественном определении того или иного свойства (или ряда свойств) системы в зависимости от ее состава. Результатом исследования является построение диаграммы состав—свойство (по оси абсцисс — состав, по оси ординат — свойство). Определяемое в том или ином случае свойство зависит от задач исследования и характера самой системы. Таким свойством может быть давление пара, температура плавления, электропроводность, вязкость, твердость и т. Д. Примеры подобных диаграмм показаны на рис. 155 и 156, из которых видно, что характер изменения свойства в зависимости от состава может быть довольно сложным. Наиболее практически важны диаграммы состав — давление пара и состав — температура плавления. [c.337]

В-оашЕ . 1шаико-химического анализа лежит изучение зависимости состава системы (или других 1Га 7аме1 рив СОО ГоЯнИЯ температуры, давления) от ее физических свойств (плотности, вязкости, электропроводности и др.). Найденные из опыта зависимости изображаются в виде диаграмм состояния состав — свойство. Для двухкомпонентных систем свойства откладываются обычно на оси ординат, а состав — на оси абсцисс. [c.181]

Кроме оптимального температурного режима определяются оптимальное давление (рис. 1-10), а также оптимальный состав реакционной смеси при различных условиях. При этом для анализа очень удобны диаграммы Т— е (температура — степень превращения), Р — ос (давление — степень превращения), состав — х, Q—x (тепловыделение — степень превращения). [c.436]

На этих же рисунках приведены состав топлива, диаграмма количества воздуха и продуктов сгорания в зависимости от величины а, даны анализ и парциальные давления продуктов сгорания (СО2, Н2О и О2), а также теоретическая температура сгорания и теплосодержание продуктов сгорания на 1 кг топлива при его подогреве. [c.50]

Рассмотрим основные различия диаграмм на рис. 4, 5 и рис. 2, а также причины появления области 12 на диаграмме состояния системы на воздухе (рис. 1), поскольку в работах [2, 8] этой области замечено не было. Обратимся к рис. 4. На него перенесен фрагмент проекции диаграммы состояния в координатах давление кислорода — состав при 900°С с рис. 2, а также показано положение фазовых границ в системе на воздухе при этой температуре. В соответствии с рис. 1 поле 7 на рис. 2 делится на три фазовые области 7, 8, 9 (рис. 4). Положение их границ нам неизвестно из-за отсутствия результатов высокотемпературного фазового анализа системы при более низком давлении кислорода, меньших, чем в атмосфере воздуха (судить же о фазовом составе оксидов [c.74]

При изучении фазовых равновесий пользуются диаграммами состав—давление пара, состав—температура плавления и некоторыми другими диаграммами состав—свойство, находящими широкое применение в физико-химическом анализе. Но, несмотря на тесную взаимосвязь между физико-химическим анализом и учением о фазовых равновесиях, это—разные направления в науке и их не следует смешивать друг с другом. [c.191]

При изучении сплавов широко используются методы физико-химического анализа. Сущность этих методов заключается в исследовании изменения какого-либо физического свойства системы (температуры плавления, давления пара, электропроводности и т. д.) в зависимости от изменения ее состава. С помощью полученных данных строят диаграмму состав-свойство. На оси абсцисс откладывают процентное содержание компонентов системы, а на оси ординат — исследуемое свойство, выраженное соответствующими численными значениями. [c.174]

В основе физико-химического анализа лежит принцип однозначного соответствия между графиками свойство — состав , свойство — температура , свойство — давление и т. д. и фазовыми областями изучаемой физико-химической системы. Это значит, что каждому участку графического изображения зависимости свойство — параметр состояния соответствует определенная фазовая область рассматриваемого химического объекта. Из этой важнейшей идеи физико-химического анализа вытекают два взаимосвязанных принципа, лежащих в основе построения диаграмм состояния принципы непрерывности и соответствия. [c.11]

В настоящее время физико-химический анализ охватывает методы, позволяющие получать диаграммы состав—свойство более чем для сорока различных физических свойств. В их число входят свойства тепловые, электрические, оптические, объемные, магнитные, зависящие от сил молекулярного сцепления, определяемые давлением газообразной фа- [c.192]

Физико-химический анализ различных систем показывает, что во многих случаях максимумам на кривой плавкости не отвечают сингулярные точки на кривых, выражающих другие свойства системы. Так, например, на диаграмме состояния таллий — висмут (рис. XIV, 11), несмотря на наличие двух явно выраженных максимумов на кривой плавкости, на кривых состав — свойство не имеется ни одной сингулярной точки. Максимумы на кривой плавкости в подобных случаях являются иррациональными, т. е. не отвечают какому-либо простому стехиометрическому отношению компонентов и смещаются при изменении параметров (например, при изменении давления или концентрации третьего компонента). Таким образом, непрерывные ряды твердых растворов, образующих р- и у-фазы, стоят на границе между химическими соединениями и растворами. Такие твердые растворы уподобляются химическому соединению, потому что их кристаллы обладают своей особой структурой, отличной от структур кристаллов исходных компонентов с растворами же их сближает неопределенность состава. Курнаков назвал подобные вещества переменного состава бертоллидами в честь Бертолле, который считал, что химические соединения не обязательно должны удовлетворять простым стехиометрическим отношениям, и в общем случае являются системами переменного состава. Соединения же постоянного состава представляют собой частный, хотя и весьма распространенный случай этих систем. [c.390]

Графическое выражение зависимости между значениями переменных (температура, давление, концентрация), определяющих состояние системы, называется диаграммой состояния. Анализ диа-грам1мы СОСТОЯНИЯ позволяет определить число и химическую природу фаз, границы их существования, характер взаимодействия компонентов, наличие соединений, их состав и относительную устойчивость без выделения образующихся веществ в чистом виде и их анализа. Это отличает анализ диаграмм состояния от препаративного метода исследования. [c.59]

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, метод исследования физ.-хим. систем, оспованный на изучении зависимостей свойств равновесной системы (т-ра начала кристаллизации, давление пара, р-римость, электрич. проводимость и др.) от параметров состояния (т-ра, давление, состав). Эти зависимости обычно выражают в виде диаграмм параметр состояния — свойство или параметр состояния — другой параметр состояния. Наиб, значение имеют диаграммы состав — свойство и диаграммы состав — т-ра (см. Диаграмма состояния. Диаграмма растворимости, Диаграмма плавкости). Анализ таких диаграмм позволяет сделать выводы о характере взаимод. компонентов системы, составе и устойчивости образующихся в системе хим. соед., областях сосуществования разл. сочетаний фаз системы — хим. соед., р-ров (твердых или жидких), пара. В отличие от препаративных методов исследования Ф.-х. а. не требует непосредственного выделения этих фаз иа системы. [c.620]

НЫХ И неопределенных соединений сыграла большую роль выдающаяся работа Н. С. Курнакова, С. Ф. Жемчужного и В. П. Тарарина, посвященная изучению системы таллий—висмут методами термического анализа, твердости, давления истечения, электропроводности и микроструктуры. В этой работе были разработаны общие вопросы, связанные с выяснением природы неопределенных соединений. Подробное изучение химической диаграммы состав —свойство для системы таллий—висмут показало, что в сплавах таллий — висмут образуются соединения [c.158]

Ранее Б. А. Никитин [ ] получил соединение H I с фенолом и тензиометрическим анализом доказал его изоморфизм с соединением ксенона с фенолом. Мы решили попробовать определить формулу соединения H I с фенолом. Это соединение плавится конгруэнтно при 35.9°. Часть диаграммы плавкости, определенная нами в области, близкой к составу соединения, показывает максимум на кривой ликвидуса при 27.5 мол. % H I. Однако здесь мы не определяли диаграммы давление—температура и не могли поэтому учесть количество НС1, оставшееся в газовой фазе. Следовательно, истинный состав соединения должен отвечать несколько меньшему содержанию НС1. Наиболее вероятно, что это соединение также имеет формулу НС1 ЗСоН ОН. Это соединение получено кристаллизацией из расплавов, сильно обогашенных НС1 при температуре —100 и последующей откачке избыточного количества НС1 при той же температуре этого соединения. Химический анализ показал содержание хлористого водорода, равное 29 мол.%. Следовательно, этот метод установления формулы соединения является весьма приближенным, так как не гарантирует от захвата избыточного количества компонента, особенно при получении соединения при очень низких температурах. [c.229]

Термический анализ. Правило фаз по уравнению (У.З) применяется при изучении диаграмм состояния систем, образованных практически нелетучими веществами (например, двумя металлами). При этом давление пара настолько мало, что им можно пренебречь и считать систему конденсированной. Это дает возможность перейти к плоскому изображению изучаемой зависим0ст1и в координатах температура — состав и получить диаграмму состав — свойство. [c.60]

В современных химических исследованиях используют два основных метода познания природы вещества. Предположим, нам надо решить такой вопрос могут ли вещества Л и 5 реагировать одно с другим, образуя соединение АВ Решая эту задачу более старым препаративным методом, химик смеши-, вает вещества Л и В и разнообразными способами старается вызвать реакцию нагревает их, растворяет в чем-либо, действует на них катализатором и т. д. После этого он пытается выделить из смеси вещество, образовавшееся в результате химической реакции. Для этого он применяет кристаллизацию, экстракцию, перегонку и т. д. Полученное таким образом соединение он подвергает исследопанию анализирует его, определяет его физические свойства и изучает реакции, в которые это вещество вступает. Таким путем он устанавливает его состав, а иногда и строение. Но можно решать эту задачу методом физико-химического анализа, возникшим во второй половине XIX столетия, хотя этот термин был введен значительно позже Н. С. Курнаковым. При этом исследование взаимодействия веществ А и В ведут совершенно иным путем. Работая по этому методу, химик, прежде всего, готовит смеси веществ Л и В в разнообразных отношениях и старается уже указанными выше способами (нагревание и т. д.) вызвать в этих смесях реакцию. Когда реакция закончится или, как говорят, система придет в состояние равновесия, он измеряет у всех смесей некоторое подходящее физическое свойство (плотность, вязкость, температуру плавления, давление пара и т. д.), после чего строит так называемую диаграмму состав — свойство. Для этого он по одной оси прямоугольной системы координат откладывает в определенном масштабе концентрацию одного из веществ Л нли В, а по другой — числовое значение измеренного свойства. По виду полученной таким образом кривой часто можно сказать, образуется ли в данной смеси химическое соединение (и даже определить его состав), осталось ли каждое вещество неизменным или, наконец, получился раствор (твердый или жидкий). [c.5]

Обратим внимание еще иа одну особенность этой точки. Если мы изучим влияние давления на ее положение, то окажется, что она под влиянием давления может передвигаться лишь вверх или вниз, но отнюдь не в сторону, так как давление не изменяет состава соединения (закон постоянства состава). Итак, недиссоциированному соединению отвечает на диаграмме плавкости узловая точка, причем состав, соответствующий ей, не меняется при изменении давления или других факторов равновесия. Такие точки называются в физико-химическом анализе сингулярными. Такая точка должна быть на кривой любого свойства, если в системе образуется недиссоин-ированное соединение. Значит, можно сказать, что на диагра.м-ме состав — свойство недиссоциированному соединению соответствует сингулярная точка. Впрочем, известны случаи, когда сингулярная точка настолько слабо выражена, что в результате ошибок экспериментальных измерений оказывается незаметной. [c.47]

Особое значение имеет раздел физико-химического анализа, в котором изучаются плавкость, растворимость, теплоемкость и другие свойства. Наиболее важно исследование температур плавления и отвердевания при помощи метода термического анализа. Этот метод основан на изучении изменений температуры охлаждаемой (нагреваемой) системы. По результатам измерений строят график зависимости температуры от времени и получают так называемые кривые охлаждения. На основании анализа этих кривых строят диаграмму состояния, являющуюся совокупностью кривых, изображающих в координатах давление—температура-состав области и граиицы существования твердых и жидких фаз. Обычно один из параметров предполагается постоянным, т. е. строится двухмерная диаграмма, причем для сплавов, за единичными исключениями, в качестве переменной берется температура. (она откладывается вдоль оси ординат). Это объясняется тем, что для сплавов нелетучих или малолетучих веществ влиянием давления на их температуру плавления (кристаллизации) можно пренебречь. [c.186]

Для построения диаграмм состояния Д. с., к-рые обычно изучаются при постоянном (атмосферном) давлении, пользуются двумя взаимно перпендикулярными осями. На оси абсцисс откладывают состав X системы, чаще Bi oro выражаемый в весовых, атомных или мольных процентах на оси ординат — томп-ры нротекаюгцих в системе фазовых превращений (начала и конца кристаллизации, полиморфных превращений и др.), найденные посредством термического анализа, в частности записи кривых нагревания и охлаждения ряда смесей компонентов изучаемой системы, взятых в различных отнон1еииях. Соединив нанесенные точки линиями, получают диаграмму состояния Д. с. при постоянном давлении. Если же система изучается ири переменном давлении, то ио-следне.е откладывают на третьей оси, перпендикулярной к осям состава и темп-ры, и полученную трехмерную фигуру проектируют на плоскость. [c.513]

Наивысшей абсорбцией водорода обладают элементы ПШ группы — лантаноиды и актиноиды. Гидридам элементов IVb группы уже не отвечает предельное содержание водорода, казалось бы соответствующее этой группе — МеН4. Даже при повышенных давлениях достигается лишь состав МеНг. Й по свойствам своим эти гидриды, по сравнению с гидридами лантаноидов, значительно более приближаются к металлическим сплавам, что следует хотя бы из возможности построения диаграмм состояния таких систем, как титан — водород и цирконий водород, на основе применения методов термического анализа и изучения микроструктуры. При дальнейшем движении в сторону возрастания номера вертикальных групп периодической системы абсорбция водорода все уменьшается, и для гидридов элементов семейства железа и подгрупп меди и цинка мы переходим в область эндотермической абсорбции водорода, т. е. растворов водорода в металлах, подчиняющихся закону Сивертса, если не считать палладия, значительное поглощение водорода которым уже близко к стехиометрическому и сопровождается выделением тепла. [c.161]

Одной из первых работ такого типа было исследование Р—Т—х-фазовых диаграмм систем индий—мышьяк,, галлий— мышьяк и индий — фосфор, выполненное Ван ден Бомгардом и Шолом [14]. Постулировалось, что газовая фаза состоит почти целиком из молекул мышьяка или фосфора. Определялись температуры начала кристаллизации и полного исчезновения кристаллов при заданном давлении легколетучего компонента, которое рассчитывалось из справочных таблиц. Найденные значения температуры и давления соответствовали линии трехфазного равновесия. Состав жидкой и твердой фаз устанавливался химическим анализом закаленных до комнатной температуры образцов. Полученные данные позволили построить Р—Т—х-фазо-вую диаграмму. [c.162]

Трехсернистый мышьяк — вещество лимонно-желтого цвета, плавится при 325° С, а кипит при 708° С [656 [. Фазовая диаграмма АззЗд прн давлении до 20 кбар изучена методом термического анализа (165, с. 19311, при этом оценен тепловой и объемный эффект перехода трисульфида мышьяка из р-модификации (аури-пигмент) в красную а-форму. Малые величины изменения энтропии, теплоты и объема при фазовом переходе аурипигмента в высокотемпературную модификацию позволяют считать, что кристаллические структуры обеих фаз отличаются незначительно. Данные по давлению насыщенного пара реальгара и аурипнг-мента ограничены и противоречивы, состав паровой фазы сложен [c.255]

Изучением зависимости между составом, состоянием и свойствами химических систем занимается область науки, называемая физико-химическим анализом. Его основателем является крупнейший русский ученый Н. С. Курнаков (1860— 1941), обобщивший количественные методы химических исследований, развивавшиеся Ломоносовым, Лавуазье, Дальтоном, Менделеевым, Гиббсом, Вант-Гоффом, Розебомом, Ле Шателье, Схрейнемакерсом и многими другими учеными. Зависимости между составом, состоянием и свойствами системы наиболее наглядно выражаются с помощью физико-химических диаграмм. К ним относят диаграммы состав—свойство, иллюстрирующие зависимость свойств системы от ее состава, и диаграммы состояния, или фазовые диаграммы, характеризующие зависимость фазового состава системы от параметров ее состояния — температуры, давления и др. [c.66]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология