Фазовые равновесия. Диаграммы состояния

Концентрация ПАВ, при которой в растворе появляются мицеллы, называется критической концентрацией мицеллообразования (ККМ) или точкой Крафта. В этой точке на диаграмме состояния (рис. 108) линия равновесия концентрация — температура (молекулярная растворимость) раздваивается на линию фазового перехода макрофаза ПАВ — мицеллы и на линию, отделяющую мицеллярный раствор от молекулярного. Величина ККМ любого ПАВ как показателя свойства самих мицеллярных растворов сильно зависит от присутствия электролитов и других веществ, природы растворителя, наличия солюбилизирующейся составляющей и т. д. Показатель ККМ — один из важнейших и для мицеллярных растворов, [c.186]

О чем же идет речь, если рассмотреть фазовые превращения с позиций термодинамики Пусть имеется однокомпонентная система, состоящая из двух твердых фаз. Точка перехода отвечает равновесию между двумя фазами. На диаграмме состояния это соответствует температуре, при которой обе модификации имеют одинаковое давление пара (излом на кривой давления пара). Ниже температуры перехода устойчива модификация с меньшими величинами энтальпии и энтропии выше температуры перехода устойчива модификация с большими величинами энтальпии и энтропии. [c.366]

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]

Фазовые равновесия. Диаграммы состояния [c.66]

Дифференциальное уравнение Ван-дер-Ваальса. В наиболее общем виде принцип смещения вдоль линии фазового равновесия дан Ван-дер-Ваальсом, который получил дифференциальное уравнение двухфазного равновесия в двухкомпонентной системе. Уравнение Ван-дер-Ваальса в сочетании с условиями стабильности, выведенными Гиббсом, позволяет дать исчерпывающую характеристику термодинамических свойств двухфазных систем. На его основе возможно рассмотрение и анализ диаграмм состояния, в связи с чем мы остановимся на его обосновании более подробно. [c.228]

Графическое толкование изменения характеристических термодинамических функций в, зависимости от параметров состояния и установление на этой основе закономерных графических соотношений между последними лежит в основе учения о диаграммах состояния гетерогенных систем. Диаграммой фазового равновесия или диаграммой состояния называется графическое изображение соотношений между параметрами состояния. Каждая точка на диаграмме состояния, именуемая фигуративной точкой, определяет численные значения параметров, характеризующих данное состояние системы. Учитывая трудности, связанные с установлением вида 254 [c.254]

ИССЛЕДОВАНИЕ КАПИЛЛЯРНЫХ ЯВЛЕНИЙ И СМАЧИВАЕМОСТИ ПРИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ СПЛАВОВ ПО ЛИНИЯМ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ [c.3]

В исследовательской практике получили распространение номограммы, линии которых находят не расчетом, а на основе данных эксперимента. Примером их могут служить диаграммы фазовых равновесий (диаграммы состояния). Принцип пользования ими обычно достаточно ясен. Другим примером номографического расчета с использованием экспериментальных данных и чертежа с несколькими полями является рис. 32. Этот чертеж используется для нахождения программы управления током через границу раздела фаз с целью получения равномерно легированных кристаллов висмута. На правом верхнем поле дан расчетный график зависимости эффективного распределения примеси от относительной доли закристаллизовавшегося расплава необходимый для равномерного легирования. На верхнем левом поле даны экспериментально найденные зависимости эффективного коэффициента распределения примесей от плотности тока через границу раздела фаз — /. Точки обоих графиков, отвечающие одним и тем же значениям к, позволяют установить связь между / и и построить программу управления плотностью силы тока в зависимости от доли закристаллизовавшегося расплав (нижняя часть рисунка). Эта программа и используется в технологической практике. Номограммы во многих случаях, в особенности при использовании эмпирических зависимостей, как например на рис. 32, оказываются намного удобнее калькуляторов. Это удобство особенно проявляется в том случае, если расчеты с помощью номограмм многократно повторяются в течение длительного периода времени, например, при расчетах режимов на производстве. В общем, принято считать, что номографические построения оправданы, если числовые значения одной или нескольких величин должны быть быстро определены на основе других величин без предъявления слишком высоких требований к их точности [89]. [c.167]

Для описания фазовых превращений используются диаграммы фазового равновесия. Диаграммы состояния строят в координатах состав - температура. Толстая сплошная линия на диаграммах, так [c.81]

Г л. II. Фазовые равновесия. Диаграммы состояния [c.72]

Состояние любого сплава при интересующих нас условиях определяется, как известно, диаграммами состояния, или диаграммами фазового равновесия. Диаграмма состояния строится чаще всего опытным путем по кривым охлаждения температура— время для сплава ряда концентраций, а также для чистых компонентов, образующих сплав. Важным условием построения диаграммы состояния является требование термодинамического равновесия системы, хотя применительно к реальным металлическим сплавам это условие далеко не всегда технически выполнимо. [c.19]

Согласно правилу фаз, двухкомпонентная фаза имеет три степени свободы. Особенность критической фазы состоит в том, что на параметры ее состояния накладываются ограничения, выраженные условиями (1У-421) и (1У-422). Следовательно, число степеней свободы критической фазы уменьшается по сравнению с произвольной бинарной смесью на два и равно единице. Таким образом, критическая фаза моновариантна. Поэтому на диаграмме фазового равновесия критические состояния бинарной системы изображаются кривой. Уравнение критической кривой можно получить, если принять во внимание, что частная производная химического потенциала ком- [c.280]

Так как число степеней свободы не может быть отрицательным, то в этом случае число фаз, находящихся между собой в равновесии, не может быть больше трех и, следовательно, здесь можно иметь только три типа систем однофазные, двухфазные и трехфазные. Для однофазных систем С = 2, для двухфазных С=1 и для трехфазных С = 0. Диаграмма, выражающая зависимость состояния системы (и фазовых равновесий в ней) от внешних условий [c.248]

Решение. Рассмотрим фазовое состояние систем, характеризующихся точками в разных областях диаграммы. В области / все системы гомогенные, одна жидкая фаза. Фаза одна, компонентов два, термодинамических степеней свободы / с учетом того, что давление не влияет на фазовое равновесие п == 1), будет [c.240]

Основной инструмент изучения фазового равновесия в термодинамических системах —так называемая фазовая диаграмма. В принципе —это обычная диаграмма состояния, но построенная в координатах, позволяющих судить об агрегатных состояниях компонентов и их изменениях. [c.193]

Особое значение имеет состояние, изображенное точкой О. Из диаграммы следует, что это — единственная точка, соответствующая состоянию фазового равновесия пар—вода—лед . Иными словами, любое изменение какого-либо параметра приводит к нарушению трехфазного равновесия, т. е. такое состояние возможно только при единственных значениях давления (609 Па) и температуры (273,16 К). К такому же результату приходим и по правилу фаз С — к-а — Ф + 2= 1 — 3 + 2 = 0 (безвариантная система). [c.194]

Геометрическое место точек, отображающих на термодинамической диаграмме состояния сосуществующих фаз, называется кривой фазового равновесия. [c.163]

С частным случаем такого равновесия мы уже познакомились на примере равновесия вода — пар [уравнение (310)].-К равновесиям такого же рода можно отнести системы твердая фаза — расплав, твердая фаза — пар (сублимация), а также-равновесие между модификациями одного и того же соединения, например фазовый переход между ромбической и моноклинной серой. Равновесие между жидкостью и паром в координатах р — Т можно изобразить графически, исследуя зависимость равновесного давления пара над жидкостью от температуры. Если диаграмму р — Т расширить и поместить там зависимость температуры плавления от давления и давления пара от температуры сублимации, то получим диаграмму состояния рассмат]риваемого вещества (рис. Б.25). Ход всех этих кривых на р — Г-диаграмме определяется общим термодинамическим уравнением, известным как уравнение Клаузиуса — Клапейрона [его можно вывести из уравнения (276) и условия равновесия ёд = 0 вывод здесь не приводится] [c.275]

Система, состоящая из воды, пара и льда, относится к гетерогенным. Она состоит из трех фаз твердой, жидкой и газообразной. Все эти фазы находятся в равновесии при определенных условиях (параметрах). Следовательно, фазовая диаграмма состояния воды (рис. 23) показывает зависимость между давлением водяного пара и температурой, а также условия одновременного существования воды в различных фазах. Каждая точка на кривых диаграммы соответствует равновесию между двумя фазами. Кривая АО [c.69]

Повторяя ход рассуждений аналогично приведенному выще для" любой другой тем-" пературы в интервале между Та и Тв, можно для каждой из них получить соответствующую пару сопряженных точек. Соединяя общими кривыми все и 5 и замыкая их в точках Та и Тв, получим простейший вариант фазовой диаграммы, характеризующей равновесие только двух фаз (рис. 49). В случае если равновесными фазами являются жидкая и твердая фазы, то данная диаграмма состояния характеризует равновесие системы, в которой образуются непрерывные ряды твердых и жидких растворов. Аналогичная картина характерна и для системы жидкость — пар. [c.275]

ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ И ОСНОВЫ УЧЕНИЯ О ДИАГРАММАХ СОСТОЯНИЯ [c.254]

Равновесия (XI.29) можно представить в виде диаграммы состояния, полученной на основе анализа соответствующих поверхностей изобарно-изотермического потенциала. Из рис. 42 видно, что диаграмма состояния представляет собой геометрический образ, выраженный линиями, отделяющими одну фазовую область от другой и называемыми линиями фазовых равновесий. В данном случае кривые а а, а а г и a k делят диаграмму состояния натри 264 [c.264]

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]

Вследствие теоретической важности тройных диаграмм состояния для экстракции растворителем, а также ввиду того, что опубликованные данные сильно расходятся между собой и представлены различными графическими способами или вообще не выражены в впде диаграмм, большой раздел последнего издания монографии Растворимость под редакцией Сейделла [111 посвящен исчерпывающей сводке этих данных с числовыми данными и графиками, где это возможно. Тройными диаграммами иллюстрируются фазовые равновесия около 650 систем. Для 2400 трехкомпонентных систем приводятся отдельные данные, главным образом значения коэффициентов распределения, недостаточные однако для построения диаграмм (или приводятся литературные ссылки). [c.183]

Например, для анализа предельных стационарных состояний процесса ректификации использовалась теория четких и получетких разделений, являющаяся составной частью общего термодинамико-топологического анализа. В рамках такого подхода математическое описание процесса ректификации в колонне бесконечной высоты, функционирующей в режиме полного орощения, сво-цится к математическому описанию возможных предельных типов разделения. Такое описание может быть получено на основании анализа структуры диаграммы фазового равновесия рассматриваемой реакционной смеси. [c.182]

Диаграмма, выражающая зависимость состояния системы и фазовых равновесий в не Г от в 1пних 1/словй1Т или от ее состава, называется диаграммой состояния или фазовой диаграммой строится она по опытным данным. [c.176]

Рассмотрим фазовое равновесие в трехкомпонентной системе вода — две соли с одноименным ионом . На рис. 50 представлена изотермная проекция диаграммы состояния этой системы. Соли не образуют с водой гидратов и двойных солей, комплексных соединений или твердых растворов. Вершины треугольника Розебума отвечают чистым компонентам Н. 0, РХ и QX. Точка А показывает концентрацию соли РХ в насыш,енном водном растворе, а точка В — концентрацию соли рх в насыщенном водном растворе этой же соли. Кривая АС характеризует растворимость соли РХ в водных растворах соли РХ разного состава, а кривая ВС — растворимость соли рХ в водных растворах соли РХ. В точке С раствор насыщен обеими солями Любая точка на поле между вершиной Н.20 и кривой АСВ отвечает ненасыщенным растворам солей. Любая точка на поле ЛС (РХ) представляет собой двухфазную систему, состоящую из раствора двух солей и твердой соли РХ. Любая точка на поле СВ (QX) — система, состоящая из раствора двух солей и твердой соли РХ. Область (РХ)С(РХ) соответствует трехфазным системам в ней сосуществуют насыщенный обеими солями раствор состава С и кристаллы РХ и ОХ. Если взять ненасыщенный раствор, отвечаюнгий фигуративной точке М, и постепенно испарять воду, то по мере удаления воды количественное соотношение между солями в системе остается постоянным. В связи с этим фигуративные точки, отвечающие составам систем в процессе выпаривания, будут лежать на прямой (НаО) Е. В точке а начнут выделяться кристаллы соли РХ. Для определения состава раствора, соответствующего фигуративной точке Ь, проводим конноду через вершину треугольника РХ и точку Ь до пересечения с точкой на кривой АС. [c.201]

Точки О, В и С, соответствующие местам пересечения двух лини11 фазовых равновесий и лежащие поэтому на границе сразу трех гомогенных областей, называются тройными точками. Наприм( р, в точке О возможно сосуществование жидкой воды, пара и льда I. Координаты этой точки указаны на графике. Из рис. 6.2 видно, что на диаграмме состояний однокомпонентной системы нет областей (точек), в которых чис ло сосуществующих фаз может быть равно четырем или более. [c.166]

При Ф — 2 однокомпонентная система должна быть одновариантной, т. е. фазовое равновесие в ней может сохраняться при изменении одного из параметров, например температуры. Но при этом второй параметр — давление —должен изменяться не произвольно, а в определенной зависимости от температуры. Как мы уже видели во фрагменте 6—4, эта зависимость для различных комбинаций фаз (различного фазового состава системы) выражается соответствующими кривыми на диаграммах состояний однокомпонентных систем. [c.219]

Рассмотрение двух кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала в изобарическом сечении дает картину, показанную на рис. 46. Проведя общую касательную и учитывая, что значения свободной энергии Гиббса внутри интервала концентраций между сосуществующими фазами всюду ниже изобарно-изотермического потенциала каждой из фаз в отдельности, заключаем, что в указанном интервале при данных значениях температуры и давления устойчива смесь равновесных фаз, и изобарный потенциал смеси определяется по правилу аддиатив-ности. Мы уже отмечали, что в конденсированных системах роль давления сравнительно невелика и в известных пределах ею можно пренебречь. В этом случае для двухкомпонентных систем в качестве параметров состояния, определяющих характер фазовой диаграммы на плоскости, остаются температура и концентрация. Закрепляя один из этих параметров, получаем возможность для установления четкой зависимости изобарно-изотермического потенциала от другого параметра. Анализируя относительное расположение этих зависимостей для различных фаз, получаем способ установления характера фазового равновесия в системе. [c.264]