Основы химического фазового анализа

Результаты теоретического анализа структур диаграмм фазовых равновесий и процессов с учетом химического взаимодействия составляют также основу для экспериментального исследования совмещенного процесса. Приводятся некоторые результаты экспериментальных исследований и примеры создания технологических схем, включающих реакционно-ректификационные процессы, [c.186]

Основной задачей рентгенофазового анализа является идентификация различных фаз в их смеси на основе анализа дифракционной картины, давае.мой исследуемым образцом. Основным методом фазового анализа является метод порошка, который получил широкое распространение из-за его простоты и универсальности. Постепенное усовершенствование методики рентгенофазового анализа, улучшение конструкций рентгеновских камер и рентгеновских установок, широкое распространение легкозаменяемых электронных отпаянных трубок привели к повсеместному внедрению рентгенофазового анализа в практику работы химических лабораторий. [c.3]

В физических системах, т. е. в системах, составные части которых химически не взаимодействуют друг с другом, число независимых компонентов равно числу составных частей системы. В химических системах (составные части таких систем участвуют в химических реакциях) число независимых компонентов определяют по разности число составных частей минус число химических реакций, возможных в данной системе при заданных условиях. Фазовые равновесия изучают при помощи физико-химического анализа. Для этого устанавливают зависимость между измеримыми на опыте физическими свойствами (/пл, (кип, Л- плотностью и др.) и химическим составом систем. Изучение зависимости температуры кристаллизации (плавления) от состава системы составляет сущность термического анализа. Диаграммы состояния, построенные по данным термического анализа в координатах температура кристаллизации — состав, называются фазовыми диаграммами плавкости. Количество твердых фаз, образующихся при постепенном охлаждении расплавов заданного состава, определяют на основе фазовых диаграмм плавкости, руководствуясь правилом рычага или правилом отрезков (см. пример 1). [c.67]

К собственно химическим методам исследования относятся синтез минералов и являющихся продуктами процесса соединений, изучение их состава и поведения в разных условиях при взаимодействии с теми или иными реагентами, а также фазовый химический анализ изучаемых продуктов. Обычно химические методы не используются изолированно, а сочетаются с физико-химическими и все чаще—физическими методами. Даже простая операция количественного определения pH или Ен раствора основана на применении потенциометрии — физико-химического метода. Да и определение качественного и количественного состава вещества проводят не только химико-аналитическими методами, а с широким использованием физических и физико-химических методов анализа (эмиссионного и атомно-абсорбционного спектрального, рентгеноспектрального, активационного и др.). Для обеспечения правильности результатов анализа применяют стандартные образцы веществ и материалов, состав которых установлен на основе комплексного использования химических и различных инструментальных методов. [c.199]

ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОГО ФАЗОВОГО АНАЛИЗА [c.15]

В фазовом анализе руд и других неметаллических материалов часто после измельчения исследуемой пробы используют различные физические методы разделения, например по плотности, на основе различия магнитных и электрических свойств. Главным же образом при фазовом анализе руд и в особенности металлов и сплавов химические методы применяют для избирательного растворения, а в металлургическом фазовом анализе применяют прежде всего электрохимические методы, основанные на селективном анодном растворении фаз сплава. [c.825]

В Советском Союзе фазовый анализ развивается более интенсивно, чем в других странах. Об этом можно судить по числу публикаций в СССР напечатано более половины всех работ по фазовому анализу. Есть две области приложения аналитической химии, где фазовый анализ особенно важен металлургия и металловедение (фазовый анализ металлов и сплавов) и исследование минерального сырья (фазовый анализ горных пород, минералов и руд). Более развит фазовый анализ металлов и сплавов есть сложившиеся исследовательские группы, накоплен большой опыт, выпущены практические руководства. Правда, в методах много эмпирического, научные основы химических методов фазового анализа металлов и сплавов разработаны недостаточно, а современные физические методы применяют пока не очень широко. Фазовый анализ горных пород, минералов, руд и продуктов их первичной переработки также привлекает большое внимание, поскольку он очень важен, например, для цветной металлургии. Здесь тоже накоплен значительный опыт и многие задачи так или иначе решаются, однако преобладают эмпирические приемы, слабо используются достижения физических методов анализа. Объекты анализа очень разнообразны, определяемые формы нужных элементов в ряде случаев довольно многочисленны. Это делает фазовый анализ пород, минералов и руд весьма трудной областью аналитической химии. [c.12]

Сложность классификации реакторов заключается в том, что их многочисленные признаки трудно распределить по степени значимости, чтобы создать универсальную систему. Обычно в зависимости от конкретной цели, преследуемой классификацией, или от того, для какой отрасли химической технологии создается классификация, подчиненность признаков меняется. Например, при анализе конструктивных особенностей реакторов в основе лежит фазовое состояние реагирующих веществ и характер теплообмена, а при анализе процессов, происходящих в реакторах, главным признаком является гидродинамический режим реактора. [c.61]

Исследование коррозионно-электрохимических свойств фаз находится на начальной стадии и проводится пока в основном в двух направлениях снятие поляризационных кривых и определение коррозионной (химической) стойкости в некоторых средах. Лишь в отдельных работах в последнее время получены данные по зависимости скорости растворения (окисления) от потенциала для некоторых фаз и сделаны попытки расшифровать природу процессов, осуществляющихся на наиболее характерных участках поляризационных кривых. В то же время исследование свойств фаз в широкой области потенциалов совершенно необходимо, так как в зависимости от области потенциалов и, следовательно, типа агрессивной среды влияние фазы на коррозионную стойкость сплава может быть принципиально различным. Кроме того, получающиеся при этом результаты необходимы для выявления условий, в которых материалы на основе фаз могут быть использованы как коррозионностойкие. Они содержат также весьма ценную информацию для решения ряда задач фазового анализа и металловедения, на которых в данном обзоре не было возможности остановиться. [c.76]

Теоретические основы фазового анализа сплавов в настоящее время разработаны недостаточно. Химические п электрохимические свойства интерметаллидов в этих сплавах не изучены, поэтому не установлены оптимальные условия их выделения и анализа. Изолирование интерметаллидной фазы основано на различном поведении основного металла и фазы в процессе электролитического растворения сплавов с различным содержанием титана и алюминия. Для равномерного растворения образца сплава необходимо устранение пассивации основной фазы твердого раствора п одновременное создание пассивности выделяемой фазы. [c.389]

В монографии изложены теоретические основы химических и фазовых равновесий в гомогенных и гетерогенных системах. При написании книги широко использованы последние достижения в области метрики химических диаграмм и недавно сформулированный третий основной принцип физико-химического анализа — принцип совместимости. [c.2]

Фазовый анализ с применением селективных растворителей — один из сложных разделов аналитической химии. В основе химического метода фазового анализа лежат общеизвестные закономер- [c.15]

На основании данных микроскопического анализа продуктов цветной металлургии, физико-химических свойств железа и его соединений, параметров металлургических процессов можно считать, что железо в продуктах цветной металлургии содержится как в свободном виде, так и в виде разнообразных кислород- и серосодержащих соединений и твердых растворов на основе ферритов и силикатов. Известные методы фазового анализа дают возможность определять металлическое железо, отделять сульфидные соединения железа от кислородных, определять суммарное содержание железа(II), а также железо(III) в кислородных соединениях и [c.247]

Предварительный анализ свойств компонентов и смеси уже позволяет выделить группы альтернативных способов получения чистых компонентов, однако в большей степени полезен при выполнении анализа фазового и химического равновесия, так как сужает область экспериментальных и расчетных исследований. Например, если смесь относится к гомогенным без азеотропов с большой разностью температур кипения, но содержит компонент (или компоненты) с повышенной коррозионной способностью, то ее разделение может быть обеспечено обычной ректификацией (возможно, с применением аппаратов однократного испарения). Расчет этих процессов не представляет труда, однако, очевидно, особое внимание должно быть уделено подбору материала оборудования. С другой стороны, при наличии азеотропов число возможных способов разделения возрастает (азеотропно-экстрактивная ректификация, вакуумная ректификация или под давлением, мембраны, кристаллизация и т. д.). Ясно, что выбор оптимального способа разделения должен производиться на основе более полного расчетного и, возможно, экспериментального исследования. [c.97]

Более удобен метод термического анализ.а, который является частным случаем физико-химического анализа. В основе термического анализа лежит экспериментальное установление температур фазовых превращений, наблюдающихся при медленном изменении температуры изучаемой системы. Наступление того или иного фазового превращения отмечается либо визуально, что возможно для прозрачных растворов и при не слишком высоких температурах, либо путем изучения площадок и перегибов на кривых зависимости температуры от времени. Последний способ более универсален и получил широкое распространение, особенно после работ Н. С. Курнакова. [c.155]

Химическая кинетика изучает закономерности протекания химической реакции во времени, устанавливает эмпирическую связь между скоростью химической реакции и условиями ее проведения (концентрацией реагентов, температурой, фазовым состоянием, давлением и т. д.), выявляет факторы, влияющие на скорость процесса (нейтральные ионы, инициаторы, ингибиторы и т. д.). Конечный результат таких исследований — количественные эмпирические зависимости между скоростью химического процесса и условиями его проведения и количественное математическое описание химической реакции как процесса, протекающего во времени. При решении этой задачи кинетика опирается на современные методы анализа соединений — химические и физико-химические. Полученные результаты служат, в частности, основой для химической технологии при разработке оптимального режима процесса. [c.6]

Книга представляет собой программированное учебное пособие по химической термодинамике. В ней в доступной форме изложены основы этой науки и методология термодинамического анализа различных процессов, в первую очередь химических и фазовых равновесий. Особое внимание уделено разъяснению физического смысла понятий, которыми оперирует эта дисциплина, и их правильному практическому использованию. Книга снабжена значительным числом контрольных вопросов (примеров, задач) с запрограммированными вариантами ответов и соответствующими дополнительными разъяснениями, что способствует усвоению материала. [c.303]

Тепловые балансы составляют на основе первого начала термодинамики. Анализ фазового и химического равновесий осуществляют на основе второго и третьего начал в термодинамике. [c.12]

Современные прикладные физико-химические основы неорганической технологии в нашей стране и за рубежом созданы усилиями многих школ и отдельных ученых. Достаточно высок уровень разработок термодинамического анализа равновесия химических реакций [89, 92], предварительного вычисления характеристики свойств индивидуальных веществ и химических систем [42, 91, 1001, меж-фазового равновесия [8, 41, 105, 153, 184], учета влияний высоких температур и давлений [57, 92, 100]. [c.5]

В 1821 г Т. Зеебек открыл термоэлектрический эффект, а в 1886 г. А. Ле Шателье для измерения высоких температур при изучении термической диссоциации кальцита СаСОз применил термопару, позднее ои ввел фоторегистрацию температуры и записал термические кривые для ряда природных смесей. Эти работы следует считать началом нового направления фазового анализа механических смесей твердых веществ. В 1899 г, Роберто-Остин для измерения небольших разностей температур образца и окружающего пространства использовал дифференциальную термопару. Этот способ регистрации был положен в основу дифференциального термического анализа (ДТА), послужившего толчком для рождения новой дисциплины — физико-химического анализа. [c.66]

Для построения Д. с. расчетным путем необходимо знать зависимости хим. потенциалов всех компонентов системы от 7] р и состава фаз. Приближенные методы расчета с применением ЭВМ интенсивно развиваются, в частности, для многокомпонентных сплавов. Однако пока Д. с. строят на основе эксперим. данных, получаемых гл. обр. термическим анализом, к-рый позволяет определять зависимости т-р плавления или кристаллизации от состава, а также изучением равновесий жидкость-пар и жидкость - жидкость, Широко используют рентгеновский фазовый анализ, данные о микроструктуре затвердевших расплавов, измерения физ. св-в фаз (см. Диаграмма состав - свойство). Изучение Д. с. составляет осн. содержание физико-химического анализа. [c.33]

Для химической селекции минералов требуются избирательны растворители, выбор которых часто крайне сложен и во многи случаях не может быть точно предсказан теоретически. Поэтом проводят обширные экспериментальные изыскания селективны растворителей, в частности для фазового анализа руд определяю пути более общих подходов, базирующихся, например, на расче тах, в основе которых используют произведения растворимосп минералов (Л. В. Зверев, Н. А. Филиппова). [c.86]

Первая задача фазового анализа состоит в разделении фаз существуют физические и химические методы такого разделения. В основу физических методов положены магнитные и электрические свойства фаз, а также плотность. Например, после измельчения пробы зерна можно разделить по плотности, используя жидкости с подходящей шюгаостью, такие, как раствор KJHgI или ВаН 1 . Применяют флотационное разделение с помощью специальных флотореагентов, повертностно-активных веществ. [c.449]

Корреляция между магнитными и физико-химичес-кими свойствами материала служит основой для магнитного анализа качества и структуроскопии ферромагнитов. Она возникает в тех случаях, когда физические и химические процессы образования и перестройки структуры и фазового состава металла одновременно формируют его магнитные свойства. [c.361]

Фазовый анализ пленок С(13е. При анализе полупроводниковых пленок типа на примере Сс13е применен метод фазового химического анализа, основанный на последовательной обработке образца 0,5 М раствором уксусной кислоты (извлечение микрофаз С(10 и СйЗеОз) и 0,1 Ж раствором сульфита натрия (извлечение микрофазы элементного селена) с последующим растворением основы концентрированной азотной кислотой для определения содержания основных компонентов (С(1 и Зе) и основного вещества [5, 61. [c.252]

Следует указать еще на одну особенность фазового анализа продуктов металлургического процесса. Если при анализе природных материалов для качественного определения фаз, отбора моно-минеральных фракций, выбора правильной методики существенную помощь оказывает минералого-петрографический анализ, то, к сожалению, при анализе продуктов металлургической переработки применение этого метода чрезвычайно затруднено. Природные минералы при металлургических процессах, подвергаясь воздействию высоких температур и давлений, агрессивных сред, претерпевают существенные изменения и их физические и оптические свойства сильно меняются. Иногда даже в результате металлургических процессов образуются такие соединения, химический состав которых хотя и идентичен природным минералам, но их физические и оптические свойства совершенно иные. Поэтому диагностические свойства, известные для природных минералов, в данном случае не могут быть использованы. Кроме того, часто образуются твердые растворы, непрерывные их ряды, из-за чего весьма трудно бывает определить наличие того или иного индивидуального соединения, К тому же минералы, содержащие ценные компоненты, редко выделяются в отдельные фазы, а в шлаках настолько тесно обволакиваются основой шлака — силикатами и стеклом, что установить их присутствие оптическим методом почти невозможно. Что же касается минералого-петрографического изучения. различного рода пылей и возгонов, то чрезвычайно малый размер частиц — порядка нескольких микрон — исключает использование оптической микроскопии. [c.32]

Трудности, с которыми сталкиваются физики, химики и тexнoJюги при анализе существа физико-химических явлений в технологических процессах, заключаются в различном характере их описания средствами названных выше областей знания. Физики интересуются фазовыми превращениями химики—условиями и механизмом протекания химических реакций в нефтяных системах технологи-нефтепереработчики заняты поиском технических решений для увеличения выхода и качества или улучшения эксплуатационных свойств нефтепродуктов технологи-промысловики ищут способы воздействия на пласт с целью повышения дебитов скважин технологи-транспортники решают технические проблемы транспортировки высоковязких нефтей инженеры-экологи предлагают технические способы защиты окружающей среды от вредного воздействия нефтяных загрязнений. Кажущаяся разорванность технологического цикла, связанного с добычей, транспортировкой, переработкой нефти и применением нефтепродуктов, а также с сопровождающими эти процессы экологическими проблемами, привела к той ситуации, что по существу одни и те же физико-химические явления изучаются различными технолога-ми-специалистами. Например, фазовый переход, связанный с выделением твердых углеводородов, представляет собой одну из проблем при добыче и транспортировке нефти этот же переход лежит в основе технологического процесса получения низкозастывающих масел — депарафииизации он же осложняет эксплуатацию дизельных топлив (табл. 1). [c.178]

Отечественная школа исследователей явилась основоположником современного физико-химического анализа. Н. С. Курнаков, Г. Г. Уразов 1г их сотрудники заложили основы химии фазовых переходов, играющей столь большую роль в современной теории структур. [c.22]

С помощью магнитных методов контроля можно производить анализ механических свойств и структуры металла ферромагнитных деталей. Основой для магнитного анализа качества и структуроскопии ферромагнетиков служит существующая связь между магнитными, физико-химическими и электрическими свойствами материалов. Указанная взаимосвязь особенно существенна в тех случаях, когда физические и химические процессы изменения структуры и фазового состава металла одновременно формируют его магнитные свойства. [c.72]

Анализу физико-химических и термодинамических свойств компонентов и условий фазового равновесия отводится при синтезе схем первостепенная роль. По существу, на него возложены функции генерации эвристических правил на основе исследования свойств реальных смесей. На этапе анализа выявляется, во-первых, принципиальная возможность применения того или иного способа получения целевых продуктов и, во-вторых, область принципиально возможных вариантов схем (см. гл. 4). Может оказаться, что отдельные компоненты смеси образуют азеотропы, и тогда для разделения последних необходимо применять процессы типа азеотропной ректификации, экстракции и т. п. Аналогичная ситуация возникает и при наличии близкокипящих смесей, разделение которых неэффективно обычной ректификацией. С другой стороны, анализ позволяет выявить такие характеристики компонентов (склонность к полимеризации, коррозиоиность и т. п.), которые будут определять начало технологической схемы. Выявление азеотропных смесей и их составов, определение границ областей непрерывной ректификации, а также других особенностей исходной смеси есть формирование эвристических правил, исходящее из физико-химических и термодинамических особенностей смеси, и их учет приводит к значительному сокращению размерности задачи синтеза. [c.489]

Исследован механизм изнашивания углеродных материалов на основе графита и политетрафторэтилена при трении без смазки по модифиш<рованным металлическим поверхностям. Углеродные материалы были разработаны на полимер - олигомерных матрицах и содержали армирующие компоненты и смазки. Для модифицирования поверхностей трения применяли механические, химические и физико-химические методы создания заданных параметров микрорельефа и поверхностной активности. Триботехнические исследования проводили на машине трения типа УМТ по схеме вал-частичный вкладыш при нагрузке до Ю МПа и скорости скольжения до I м/с. Анализ фазового состава и строения поверхностей трения осуществляли методами растровой электронной и атомной силовой микроскопии. Газоабразивная обработка поверхностей трения приводит к формированию специфического рельефа с высотой микронеровиости 1-3 мкм. Химическое фосфатирование образцов из стали 45 образует мелкозернистую пленку фосфатов марганца и железа с размерами единичных фрагментов до 10 мкм. Обработка поверхности трения разбавленными растворами фторсодержащих олигомеров с формулой Rf-R , где Rf. фторсодержащий радикал, Rj - концевая фуппа( -ОН, -NH2, -СООН) вызывает заполнение микронеровностей рельефа и выглаживания поверхностей. [c.199]

V f(P, Т). Если по трем координатным осям отложить давление, температуру и объем системы, то полученная пространственная диаграмма, называемая диаграммой состояния, дает графическое изображение зависимости между Р, Т и V. Однако построение таких пространственных диаграмм связано с определенными трудностями, и они мало удобны для практического применения. Для характеристики состояния однокомпонентной системы чаще используют плоскую диаграмму, представляющую собой проекцию пространственной диаграммы на плоскость Р — Т. Плоская диаграмма описывает состояния однокомпонентной системы и фазовые равновесия в ней при различных параметрах. В основе анализа диаграмм состояния, как показал Н. С. Курнаков, лежат два общих положения принцип непрерывности и принцип соответствия. Согласно принципу непрерывности при непрерывном изменении параметров, определяющих состояние системы, свойства отдельных фаз изменяются также непрерывно, свойства же всей системы в целом изменяются непрерывно лишь до тех пор, пока не меняется число или природа ее фаз. При исчезновении старых или появлении новых фаз свойства системы в целом изменяются скачкообразно. Согласно. принципу соответствия на диаграмме состояния при равновесии каждому комплексу фаз и каждой фазе в отдельности соответствует свой геометрический образ плоскость, линия, точка. Каждая фаза на такой диаграмме для одно-компонентной системы изображается плоскостью, представляющей собой совокупность так называемых фигуративных точек, изображающих состояния равновесной системы. Равновесия двух фаз на диаграмме состояния изображаются линиями пересечения плоскостей, а равновесие трех фаз — точкой пересечения этих линий, называемой тройной точкой. По диаграмме состояния можно установить число, химическую природу и границы существования фаз. Плоские диаграммы состояния, построенные в координатах Р — Т, не дают сведений о молярных объемах фаз и их изменениях при фазовых переходах. Для решения этих вопросов используются проекции пространственной диаграммы на плоскости Р V или Т V. [c.331]

Аналитическая химия, или аналитика, — это раздел химической науки, разрабатывающий на основе фундаментальных законов химии и физики принципиальные методы и приемы качественного и количественного анализа атомного, молекулярного и фазового состава вещества Приведенное определение ан шитической химии (аналитики) и целом отражает ее содержание, однако среди специалистов существуют и другие, приблизительно эквивалентные дефиниции, стремящиеся уточ- [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология