Диаграммы кристаллизации и кипения

Рис. И.27, б представляет собой проекцию рассмотренной трехмерной диаграммы состояния индивидуального вещества на плоскость р—Т. Линии оЬ и о Ь совмещаются в кривую плавления (кристаллизации) оЬ, линии о К и о К — в кривую кипения (конденсации) оК, простирающуюся от тройной точки (р р, Т р) до критической (р , Т ) наконец, линии ао и а о" — в кривую сублимации (десублимации)

В технологической практике для определения фазового равновесия широко применяют диаграммы состояния, в которых какое-либо свойство системы, например температура плавления пл или температура кипения находят как функцию состава. Диаграммы состояния строят на основе правила фаз обычно по опытным данным. В частности, для определения температуры кристаллизации применяют равномерное нагревание твердого материала (или охлаждение расплава). При температуре, соответствующей кристаллизации расплава (или плавлению твердого материала), замедляется скорость снижения (или повышения) температуры за счет выделения (или затраты) теплоты кристаллизации. На диаграмме охлаждения (или нагрева) кривая =/(т) имеет плато в период кристаллизации или плавления. [c.152]

Перейдем теперь к двухкомпонентным системам, для состояния которых необходимо указание уже трех переменных например, давления, температуры и концентрации. Взаимосвязь трех переменных величин изображается с помощью трехмерной фигуры. Рассмотрим пример такой фигуры для бинарной системы, компоненты которой в жидком состоянии образуют гомогенные растворы во всей области концентрации, а в твердом состоянии вообще не растворяются один в другом (рис. 117). На рисунке изображены области трех агрегатных состояний парообразного, жидкого и твердого. Точки I, 2 я Г, Т соответствуют температурам кипения чистых компонентов при различных давлениях, а расположенные ниже точки 5, 6 и 5, 6 — температурам плавления. На диаграмме можно различить ряд поверхностей. Так, выпуклая поверхность 132 1 2 3 выражает зависимость температуры кипения жидких растворов от состава пара. Под ней находится вогнутая поверхность М2 Г, 4, 2, выражающая зависимость температуры кипения от состава жидкого раствора. Сечения такого типа диаграмм, относящиеся к постоянному давлению (р = = I атм), мы рассматривали в гл. VII (см. рис. 109). Поверхность 576 5 7 6 — диаграмма плавкости, т. е. зависимость температуры начала кристаллизации расплава от его состава и давления. Точнее говоря, при температурах и составах, соответствующих точкам на поверхности 575 7, жидкий расплав может находиться в равновесии с твердым первым компонентом, а соответственно на поверхности 76 7 6 — с твердым вторым компонентом. [c.319]

Для производства, транспортировки, применения серной кислоты большое значение имеет изменение температуры плавления и температуры кипения ее в зависимости от концентрации. Как видно из рис. 109, при возрастании концентрации от 0 о Н2504 до 64,35 о ЗОдСВоб. последовательно образуется шесть гидратов, являющихся индивидуальными химическими соединениями, которые взаимно нерастворимы в твердом виде, а образуют эвтектические смеси подобно рассмотренной на рис. 17. В области концентраций 50, от 64,35 о до 100 п при кристаллизации образуются твердые растворы, т. е. эта часть диаграммы как бы составлена из двух диаграмм, изображенных на рис. 18. Рис. 109 показывает, что в зимнее время при низких температурах нельзя производить и применять кислоту концентрацией, близкой к чистому 50з 250з-Н20 50з Н.,0 и 50з 2Н 0, так как из Э1 их растворов могут выпадать кристаллы, которые забьют кислотопроводы между цехами, хранилища, насосы и неутепленную аппаратуру. Все товарные сорта серной кислоты имеют концентрации, близкие к эвтектическим смесям. [c.289]

Превращения, происходящие с водой ири атмосферном давлении, отражаются на диаграмме точками или отрезками, расположенными на горизонтали, отвечающей 101,3 кПа (760 мм рт. ст.). Так, плавление льда или кристаллизация воды отвечает точке О (рнс. 73), кипение воды — точке Е, нагревание или охлаждение воды — отрезку ОЕ н г. п. [c.211]

Изменения, происходящие с жидкостью при растворении в ней нелетучего вещества, отражаются и на ее фазовой диаграмме. Действительно, графики зависимостей температур фазовых переходов от давления смещаются на АР = f (Ха) (рис. V.5, штриховые линии). Кривая начала кипения раствора О К ровно на АР ниже кривой кипения чистого растворителя 0/<. Смещается, соответственно, и тройная точка диаграммы О, и кривая начала кристаллизации раствора О В. Неизменной остается лишь кривая сублимации, так как в кристаллическом состоянии система является гетерогенной и каждый ее компонент ведет себя независимо от другого. [c.211]

Фазовая диаграмма растворителя и раствора. Наличие растворенного вещества в растворе влияет на свойства растворителя, изменяя давление его насыщенного пара и тем самым смещая постоянные точки — температуру кипения и температуру кристаллизации. [c.178]

Рассмотрим теперь подробнее специфику применения термодинамики к полимерным системам. При рассмотрении кристаллизации аморфного полимера мы использовали обычное утверждение, что при каждой температуре реализуется состояние с наименьшей энергией Гиббса. Это положение даже для низкомолекулярных веществ не бесспорно. Как хорошо известно, при переходе жидкость — газ выше точки кипения может существовать перегретая жидкость, а ниже точки росы — переохлажденный газ (пар). На рис. 5 эта ситуация иллюстрирована с помощью фазовой диаграммы. [c.26]

Если проводить дробную кристаллизацию, т. е. отбирать от основной массы образующиеся кристаллы, обогащенные более высокоплавким компонентом, а затем снова расплавлять и. х и проводить многократное отделение кристаллов, то можно осуществить разделение веществ из их сплавов. Этот процесс аналогичен перегонке растворов, и диаграмма плавкости в этом случае принципиально не отличается от диаграммы раствор—пар в координатах температура кипения—состав (см. ниже, рис. 23). [c.92]

С помощью рассматриваемой диаграммы можно определить также изменение удельного веса, точки начала кристаллизации и кипения раствора в зависимости от его концентрации. [c.451]

ДЛЯ других свойств двойных систем. Однако строение диаграммы растворимости двойной системы определяется не только формой кривых растворимости. Оно зависит также от характера расположения кривых растворимости на диаграмме относительно кривых температуры кипения и кристаллизации твердых фаз, так как жидкое состояние занимает промежуточное положение между газообразным и твердым. Рассмотрим типы изобарических диаграмм растворимости жидких систем, принимая во внимание наличие на [c.211]

В соответствии с диаграммой растворимости для получения возможно более чистых продуктов процессы упаривания выгодно вести при высоких температурах. Однако конструкция аппаратов (в основном аппарата, применяемого для разделения суспензий) ограничивает повышение температуры процессов. Из-за отсутствия высокопроизводительного оборудования для разделения суспензий при повышенном давлении температура упаривания раствора ограничивается температурой его кипения при атмосферном давлении. Кроме того, в температурном интервале работы выпарного оборудования и оборудования для разделения суспензий сода может кристаллизоваться в виде безводной соли и моногидрата. При кристаллизации из чисто содовых растворов температура перехода моногидрата соды в безводную соль и наоборот равна примерно 112°С. [c.240]

Для определения фазового равновесия, в особенности в системах жидкость — твердое (Ж—Т), применяют диаграммы фазового состояния, в которых одно из свойств системы, например температуру кристаллизации или температуру кипения, определяют как функцию состава по опытным данньш. Например, для определения температуры фазового перехода равномерно нагревают твердый материал или охлаждают расплав. При температуре, отвечающей кристаллизации расплава (или плавлению твердого), прекращается или замедляется снижение (или повышение) температуры за счет выделения или затраты теплоты кристаллизации. На кривой t = /(т) появляется горизонтальный участок в период кристаллизации или плавления. Анализ диаграмм фазового состояния позволяет определять равновесный выход и условия, дающие максимальное приближение реального производственного процесса к равновесному. [c.107]

Физико-химический анализ устанавливает количественную зависимость между составом системы и каким-нибудь измеримым физическим свойством ее — температурой кипения, плавления, давлением пара, электропроводностью и др. Графическое изображение зависимости какого-либо свойства от состава системы или другого фактора равновесия ее (например, давления) называется диаграммой состояния. Одним из основных видов физико-химического анализа, служапщм для установления фазовых превращений, является термический анализ, основанный на наблюдении скорости охлаждения или нагрева чистых веществ и сплавов. Из полученных данных строят кривые зависимости изменения температуры сплава данного состава от времени и по точкам излома кривых определяют температуры кристаллизации или плавления, образования или исчезновения одной из фаз. На основании кривых охлаждения (или нагрева) строят диаграммы состав — температура кристаллизации (плавления), так называемые диаграммы плавкости, которые являются частным случаем диаграмм состояния. Величина, характеризующая свойство (температура кристаллизации), откладывается на ординате, а состав — на абсциссе в виде весовых процентов либо мольных долей. [c.50]

Рис. 244. Диаграмма удельных весов, температур кипения и кристаллизации

На кривых кристаллизации твердых растворов могут существовать, минимумы, аналогичные минимумам на диаграммах состав — температура кипения, представленных на рис. 7-10 (стр. 180). В качестве при- [c.275]

Диаграммы рассмотренного типа характерны не только для металлических сплавов, но и для некоторых сплавов солей (например, Ag l — КС1, ЫаС1—N32804), органических веществ (нафталин — бензойная кислота, нафталин — дифениламин и др.), для водных растворов солей. В последнем случае одна из ветвей диаграммы представляет собой кривую кристаллизации воды, а вторая ветвь — кривую кристаллизации соли. Ось состава не доходит до 100% соли, так как температуры плавления солей обычно значительно выше температур кипения их водных растворов при атмосферном давлении и даже их критических температур. [c.106]

Если рассматриваемое св-во системы не относится к числу осн. параметров состояния (т-ра, давление, объем), соотв. Д. с.— с. ке являются диаграммами состояния. Вместе с тем в кач-ве св-ва можно также рассматривать т-ру начала кристаллизации или т-ру кипения (при пост, давлении) или давление, иапр. давление пасыщ. пара (при пост. т-ре). В подобных случаях соответствующие кривые состав — св-во являются элементами диаграммы состояния, напр, кривой ликвидуса или кривой кипения. [c.154]

Типы политерм растворимости двойных жидких систем можно вывести исходя из общих закономерностей изменения растворимости, установленных с помощью опыта. Взаимная растворимость двух жидкостей может изменяться в очень широких пределах от практически полной нерастворимости до смешиваемости во всех отношениях. Растворимость жидкостей возрастает с повышением и пония ением температуры. Взаимное смешение жидкостей наступает выше температуры начала кристаллизации и ниже точки кипения или кривые растворимости пересекаются с линиями температур кипения и кристаллизации. Исходя из этих соображений, можно вывести четыре типа диаграмм растворимости двойных систем с ограниченной растворимостью в жидком состоянии (рис. 69). [c.212]

Первый тип диаграмм (рис. 69, I) соответствует существованию области расслоения ниже кривой температуры кипения смесей ТаТв и выше начала кристаллизации твердых фаз. Бинодальная кривая растворимости является замкнутой моновариант- [c.212]

Для производства транспортировки, применения серной кислоты большое значение имеет изменение температуры плавления и температуры кипения ее в зависимости от концентрации. Как видно из рис. 1, при увеличении конц,ентрации от 0% Н2504 до 64,35 % 80з сноб, последовательно образуется шесть гидратов, являющихся индивидуальными химическими соединениями, которые взаимно не растворимы в твердом виде, а образуют эвтектические смеси (см. ч. I, рис. 61). В области концентраций 50д от. 64,35 до 100% при кристаллизации образуются твердые растворы, т. е. эта часть диаграммы как бы составлена из двух диаграмм, (см. ч. I, рис. 61). Рис. 1 показывает, что в зимнее время при низких температурах нельзя производить и применять кислоту кон- [c.7]

На диаграмме состояния праведема также кривая изменения температуры стеклования полимера Т" в зависимости от содержания жидкости. При температуре кипения растворителя точка стеклования отвечает концентрации х . При температуре Го и содержании жидкости дго полимер находится еще в стеклообразном состоянии. Для этой температуры точка стеклования находится при иррациональном составе, т. е. в области, где однофазный раствор уже не может существовать. Поэтому при сорбции жидкости вплоть до равновесного-содержания ее Хо в полимере не могут происходить в заметной степени какие-либо фазовые или структурные преобразования. Но если повысить температуру, например, до Ти то при насыщении жидкостью, т. е. при концентрации Х, система окажется уже в области высокоэластического состояния, где благодаря сегментальной подвижности макромолекул могут пройти процессы релаксации внутренних напряжений и в некоторых случаях кристаллизация и рекристаллизация, поскольку точка стеклования лежит при более низком содержании жидкости х . Не исключено, что для некоторых систем при высоких температурах состав X может соответствовать Точке перехода из высокоэластического состояния в вязкотекучее, но Такие предельные случаи е являются непосредственным предметом- нашего исследования. [c.22]

Имея в виду что кристаллизация всегда проходит медленнее, чем распад на две жидкие фазы, целесообразно представить в более общем виде различные типы систем полимер — растворитель как сочетание диаграмм состояния кристаллизующихся и некристаллизующихся полимеров. На рис. 4.18 приведены возможные случаи такого сочетания диаграмм. На этих диаграммах заштрихованные области отвечают области ам0рфн010 равновесия, а температуры и Т — соответственно точкам плавления и кипения растворителя. [c.86]

Поясним сказанное на примере чистого вещества. На рис. 60 изображена простейшая диаграмма состояния одноком-понешной системы. Она сострит из трех полей, отвечающих кристаллическому (к), жидкому (ж) и газообразному (г) состояниям. Эти поля отделены друг от друга кривыми плавления (кристаллизации) оЪ, кипения (конденсации) ок и сублимации (десублимации) оа. Если данное вещество находится в одной фазе (например, его состоянию отвечает точка с), то производимые независимо друг от друга изменения давления и температуры (раззгмеется, в пределах существования данной фазы) не вызовут изменения природы системы. Иначе говоря, для определения любых ее свойств (например, объема) достаточно указать температуру и давление. Поэтому говорят, что эта система является двухвариантной. Если же изучается однокомпонентная двухфазная система, например смесь насыщенного пара и кипящей жидкости (точка d), то говорят, что она является одновариантной, так как для определения ее свойств достаточно заказать один параметр. Действительно, давление пара будет однозначно определяться температурой, или же, что одно и то же, температура кипения будет зависеть только от давления. Следовательно, в такой системе возможность произвольного изменения давления или температуры исключена. [c.158]

Диаграмма состоит из трех областей, отвечающих кристаллическому (К), жидкому (Ж) и газообразному (парообразному) (Г) состояниям. Эти области отделены друг от друга кривыми плавление кристаллизация ОЬ, кипение конденсация ОН и сублимация десублимащхя Оа. Точка пересечения этих кривых О называется тройной точкой при Р = РоиТ = То вещество может сосуществовать в трех агрегатных состояниях, причем жидкость и твердое вещество имеют одинаковое давление пара. Координаты Р = Ро и Г = Го тройной точки — это единственная пара значений давления и температуры, при которых одновременно могут сосуществовать три фазы. Например, на диаграмме состояния воды этой точке соответствуют давление 4,58 мм рт.ст. (0,61 кПа) и температура 273 К (О °С). [c.71]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология