tch I wykl 010c, Technologia chemiczna, Chemia fizyczna, Wykłady, wykłady na PGda
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Analiza termiczna
Krzywe stygnięcia
a
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
j
n
s
x
T
p
t
yz
T
A
bc
o
f
T
E
g
h
k l
p q
u v
w
T
k
d
i
m
r
α
P = const
Chem. Fiz. TCH II/10
1
Rozpatrując stygnięcie wzdłuż kolejnych
izoplet
widzimy:
Izopleta dla X
B
=0: a-b stygnięcie cieczy; b-c krzepnięcie czystego A w temperaturze krzepnięcia
T
A
; c-d stygnięcie ciała stałego.
Izopleta dla X
B
=0,2: e-f stygnięcie cieczy; f-g stygnięcie cieczy z wydzielaniem stałego A (punkt
f odpowiada roztworowi nasyconemu) i zmianą składu cieczy; g-h równoczesne krzepnięcie
pozostałego A i pozostałego B w temperaturze eutektycznej T
E
; h-i stygnięcie ciała stałego.
Izopleta dla X
B
=0,4: j-k stygnięcie cieczy; k-l równoczesne krzepnięcie A i B w temperaturze
eutektycznej T
E
(izopleta odpowiada składowi eutektyku) l-m stygnięcie ciała stałego.
Izopleta dla X
B
=0,6: n-o stygnięcie cieczy; o-p stygnięcie z krystalizacją czystego B i zmianą
składu cieczy; p-q krzepnięcie eutektyku w temperaturze T
E
; q-r stygnięcie ciała stałego.
Izopleta dla X
B
=0,8: opis identyczny jak dla izoplety X
B
=0,6.
Izopleta dla X
B
=1,0: opis identyczny jak dla izoplety X
B
=0,0 – przy czym krzepnięcie czystego
B zachodzi w temperaturze T
B
.
e
T
B
Diagramy fazowe z
tworzeniem związków (1)
P = const
T
AB
a
a’
Ga + As = GaAs
b
c
d
b’
T
B
T
A
e
e’
c’
d’
f
f’
stałyA + ciecz
eutektyk A + AB
stałyAB + ciecz
Chem. Fiz. TCH II/10
2
T
A
– temperatura topnienia substancji A, T
B
– temperatura topnienia substancji B, T
AB
–
temperatura topnienia związku AB.
AB to
związek
a nie mieszanina równomolowa!
Zwróćmy uwagę, że jest to zawsze układ dwuskładnikowy, w związku z reakcją składniki
niezależne są tylko dwa i tak też jest w każdym punkcie diagramu.
Podobny wykres opisuje układ z tworzeniem arsenku galu GaAs: Ga + As = GaAs.
Izopleta a’-b’-c’-f’ opisuje: a’-b’ studzenie cieczy, b’-f’ stygnięcie z krystalizacją czystego B i
zmianami składu roztworu nasyconego B w ciekłym AB, w punkcie f’ krzepnie eutektyk AB+B,
poniżej f’ stygnie dwufazowe ciało stałe . Punkty d’ i e’ opisują skład obu faz w punkcie c’ (d’ –
czysty B, d’ – roztwór nasycony B w AB, wzajemne ich proporcje ilościowe opisuje reguła
dźwigni).
Izopleta a-b-c-f opisuje: a-b studzenie cieczy, b-f stygnięcie z krystalizacją związku AB i
zmianami składu roztworu nasyconego AB w ciekłym B, w punkcie f krzepnie eutektyk AB+B,
poniżej f stygnie dwufazowe ciało stałe . Punkty d i e opisują skład obu faz w punkcie c (e –
czysty AB, d – roztwór nasycony AB w B, wzajemne ich proporcje ilościowe opisuje reguła
dźwigni).
Diagramy fazowe z
tworzeniem związków (2)
Stały K + roztwór nas.
K w Na
a
b
d
c
Stały Na + roztwór
nas. Na w K
eutektyk K + Na
2
K
Topnienie niekongruentne
Stały Na
2
K + roztwór
nas. Na
2
K w K
Chem. Fiz. TCH II/10
3
Topnienie
niekongruentne
, Na
2
K nie istnieje w fazie ciekłej!
Spróbujmy omówić krzywe stygnięcia wzdłuż izoplet a, b i c. A jak to będzie wzdłuż d?
Diagramy fazowe z
tworzeniem związków (3)
eutektyki
FeCl
3
•2H
2
O
FeCl
3
•2½H
2
O
FeCl
3
•6H
2
O
FeCl
3
•3½H
2
O
Chem. Fiz. TCH II/10
4
Istnieją tu cztery różne hydraty stałe. Jakie równowagi tworzą one z wodą ciekłą (roztworami
FeCl
3
w wodzie lub wody w FeCl
3
)?
Diagramy fazowe
z roztworami stałymi (1)
Cu-Ni
Roztwór ciekły
1 faza
obszar współ-
istnienia faz
solidus
solidus
Roztwór stały
1 faza
Chem. Fiz. TCH II/10
5
Rzadki przypadek nieograniczonej wzajemnej rozpuszczalności w fazie stałej!
[ Pobierz całość w formacie PDF ]