И.В. Кудряшов, Г.С. Каретников - Сборник примеров и задач по физической химии (1134495), страница 44
Текст из файла (страница 44)
При температуре Т, состав расплава становится таким же, как и состав исходной системы а,, Прн этой температуре исчезает последний кристалл компонента В, система становится гомогенной и при дальнейшем нагревании ее фазовое состояние не меняется. Процесс нагревания и связанный с ним процесс изменения фазового состояния системы на диаграмме плавкости показаны стрелками. 8. Определите фазовое состояние системы и соотношение масс фаз, если 1 кг системы состава аа (рис.
34) нагреть до температуры Т,. Вещества А и  — элементы с атомными массами 197 и 121,8. Неустой- чивое химическое соединение АВа содержит 60 % В (состав, соответствующий точке ав). Р е ш е н и е. Система гетерогенная. Она состоит из кристаллов химического соединения и кристаллов В. Соотношение масс твердых фаз определяем по правилу рычага. Для этого сначала определим состав АВа в процентах: дв. 3 121'8/(1900+3.12! 8) 100 64 97о4 В По правилу рычага та /та в — — ЛД /тн = (100 — 80) /(80 — 64,97) = 1,33. Так как общая масса системы 1 кг, то данное соотношение преобразуется: х 1,33 — =1,33; т =к= — =0,57 кг; та =0,43 кг. 1 — к ' в 233 55 % при 1000 К; в — жидкий расплав с молярной долей АВС! 70 %, находящийся в равновесии с твердым раствором; г — твердый раствор с молярной долей А6С( 45 %, находящийся в равновесии с жидким расплавом; д — твердый раствор с молярной долей АВС! 30 % при 750 К.
3. По кривым охлаждения системы кадмий — висмут (рис. 35) постройте диаграмму плавкости. Обозначьте точками состояния систем; а — чистый висмут в равновесии с расплавом висмута; б — жидкий расплав при 573 К, содержащий 30 % Сг(; в — расплав, со- /,К /4ОО /гоо ЗАДАЧИ 1. По характерным точкам на кривых охлаждения вычертить диаграмму плавкости системы медь — никель: за йн К 1373 1406 !467 1543 !629 1728 0 20 40 60 80 100 Молврнан доля АяС1, Тз Температура начала крнсталлнзацнн, К Температура конца крнсталлнзацнн, К 1073 !004 941 869 788 778 1073 952 848 735 742 728 На диаграмме обозначьте точками следующие состояния системы' а — чистый твердый хлорид серебра, находящийся в равновесии с расплавом хлорида серебра; б — жидкий расплав с моляриой долей А6С! 244 На диаграмме плавкости обозначьте точками: а — чистую твердую медь в равновесии с расплавом меди; б — жидкий расплав, содержащий 45 % )ч(! в равновесии с твердым раствором; в — твердый раствор, содержащий 65 % % в равновесии с жидким расплавом; г — жидкий расплав, содержащий 50 % )ч)! при температуре 1670 К.
Определите для системы, содержащей 30 % %, температуру начала кристаллизации, состав первого кристалла твердого раствора, массу % в жидком и твердом состояниях при охлаждении 0,24 кг смеси, содержащей 30 % %, до 1470 К; температуру кристаллизации последней капли жидкого расплава, состав последней капли жидкого расплава. 2. Вычертите диаграмму состав — температура плавления для системы хлорид серебра — хлорид натрия по характерным точкам на кривых охлаждения: /ооо Оленя Рнс.
36. анаграмма плавкостн двух- компонентной снстемм Ая — Сп с ограннченноя растворнмостью компонентов в твердом состоянии держащий 15 % Сг( в равновесии с кристаллами В!; г — равновесную систему, состоящую из твердого Сг( и расплава, в котором содержится 4/5 Сс( и 1/5 В!; д — жидкий расплав, содержащий оба металла в равновесии с твердыми Сб и В!.
4. По характерным точкам на кривых охлаждения постройте диаграмму плавкости для системы хлорид серебра — "'хлорид калия: Сколько хлорида калия надо добавить к 1,7 кг хлорида серебра, чтобы понизить температуру начала плавления до 650 КР 5. По диаграмме плавкости системы серебро — медь определите, в каком фазовом состоянии находятся системы, обозначенные на рис. Зб точками а, б, в, г, д, г, яс, з. 6. По характерным точкам на кривых охлаждения постройте диаграмму плавкости для системы иодид натрия — фторид натрия, ис- Рнс. 35.
Кривые охлажденнн системы СΠ— Вп т — оь вв х-зов в» з — чая вс ч — оо)) В!' е — 80$ вг 6 — !сов В! Акс1, ОА Температура начала крнсталлнзацнн, К Температура конца крнсталлнзацнн, К ооа о го 4о оо оо /оосц Асг/ОО 89 ЮО 4О гр О Массогдя ееяя, г'. 0 20 40 60 80 100 1055 958 837 688 630,6 728 !055 584 584 584 584 728 пользуя данные из справочника [М.1. Что будет происходить с твердой системой, которая содержит 0,4 кг Ь)аЕ и 0,6 кг Ь)а1, если ее нагреть до 670, 899, 950, 1033 н 1200 К? 7.
Постройте диаграмму фазового состояния системы фенол — вода по массовой доле равновесных фаз: 1) вода насыщена фенолом до концентрации с„фенол насыщен водой до концентрации с,; 320 335 11,4 15,5 64,0 58,3 335 338 341,8 !8,5 22,0 35,9 54,0 49,5 35,9 280 300 7,9 8,8 75,! 70,5 т, К с,, 2) твердый фенол в равновесии с раствором: Т, К .. ., . , 280 290 300 3!4 с в/в . . ..
84,0 91 5 95,3 !00 Система 1, К. Состав, е?в Точка иа диаграмме . А1 — 5! 973 30 Ха — К КВг — СоВг Система т, К. Состав, в?в Точка иа диаграмме 9. По диаграмме плавкости системы КВг — СцВг, приведенной в справочнике [М.), определите количество твердой и жидкой фаз, если систему с молярной долей СцВг 20 е нагреть до 773 К. Общая масса системы 2 кг. Определите массу СцВг и КВг в жидкой и твердой фазах, если 2 кг системы с молярной долей СцВг 20 е/е нагреть до 773 К. 246 Пе вая ннвариантная точка около 272,1 К: лед, фенол, раствор. ВтоР рая ннвариантная точка 274,5 К: фенол, два раствора.
Поясните помму. Определите фазовое состояние систем в каждой области диаграммы. Определите состав и число фаз в смеси, содержащей 0,03 кг фенола и 0,07 кг воды прн 300 К. Обозначьте точками: а— гомогенный раствор, содержащий 80 а фенола при 320 К; — систее жа «ю 50 в/е фенола, разделяющуюся на два несмешивающихся раствора, содержащих один 9,5, другой 69,,о ф- ,0 ',/ ф-иола; в — гомо- генный раствор, содержащий 5 о/о фенола при 320 К. Что будет происходить с каждо из у а ой из казанных систем, если к ним постепенно добавлять фенол? Растворы, содержащие один 20, а другой 60 е/в фенола, имеют температУРУ 340 К.
До какой температуры надо охладить каждый из них, чтобы вызвать расслоение системы? 8. Определите число условных термодинамических степеней свободы систем при заданных температуре и составе. Диаграммы плавкости приведены в справочнике !М.!. А8С! — ХаС! АИС! — ХаС1 А8С! — 1ЧаС1 А1 — 5! !073 873 1373 50 50 50 Определите количество компонента, который следует добавить к системе, чтобы она изотермически расплавилась.
10. Представьте кривые охлаждения для системы Ь!а — К, используя диаграммы плавкости в спбавочнике (М.), если малярная доля СцС! (е/е): 0; 21; 40; 60; 80; !00. 51НОГОВАРИАНТНАЯ ЗАДАЧА Температура начала крн. ствллнввцнн, К № варн- внтв Температура начале крн. ствллпвацпп, К Мвлярнвп деля А, % Молярнвя дела А, % Системы А — КС!  — бис!, 0 б 10 1б 20 25 30 35 512 507 496 479 477 481 478 473 40 45 50 52,5 55 70 80 100 460 481 497 583 658 853 952 1050 247 На основании температур начала кристаллизации двухкомпонентной системы: 1) постройте диаграмму фазового состояния (диаграмму плавкости) системы А — В; 2) обозначьте точками: 1 — жидкий расплав, содержащий а '/о вещества А при температуре Т;! П вЂ” расплав, содержащий а а/о вещества А, находящийся в равновесии с кристаллами химического соединения; П! — систему, состоящую из твердого вещества А, находящегося в равновесии с расплавом, содержащим Ь '«/в вещества А; ? У вЂ” равновесие фаз одинакового состава; У вЂ” равновесие трех фаз; 3) определите состав устойчивого химического соединения; 4) определите качественный и количественный составы эвтектик; 5) вычертите все типы кривых охлаждения, возможные для данной системы, укажите, каким составам на диаграмме плавкостн эти кривые соответствуют; 6) в каком фазовом состоянии находятся системы„содержащие с, И, е а/о вещества А при температуре Тт? Что произойдет с этими системами, если их охладить до температуры Т,? 7) определите число фаз и число условных.
термодинамических степеней свободы системы при эвтектической температуре н молярной доле компонента А 95 и 5 в/в; 8) при какой температуре начнет отвердев вать расплав, содержащий с ' вещества А? При какой температуре он отвердеет полностью? Каков состав первых кристаллов? 9) при какой температуре начнет плавиться система, содержащая «1 в/е вещества А? При какой температуре она расплавится полностью? Каков состав первых капель расплава? 10) вычислите теплоты плавления веществ А и В; 1!) какой компонент и сколько его выкристаллизуется из системы, если 2 кг расплава, содержащего а в/о вещества А, охладить от Т,до Т,? Продолжение слабл.
Твнвсрвтура. начала кри- Мсляриан сталлн- доля А, са вацин, К тви варвтура начала кри- сталлавации, К Малярная дол» А, са УА ва- рианта Систчиы 35 А — )ЧаС!  — ЗпС1я 623 683 769 813 882 1073 52,5 58 ) 67,7 100 в Яй т,,К и а с Г,, К т,. к 1033 45 673 ' ЗО 1273 15 0,5 5 5 60 10 ГЛАВА ХУ1 ГЕТЕРОГЕННОЕ РАВНОВЕСИЕ В ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ, СОДЕРЖАЩИХ ЖИДКУЮ И ТВЕРДУЮ ФАЗЫ Основные уравнения и символы 1К., с. 400 — 402, 400 — 407, 420 — 423) Точка на плоскости равностороннего треугольника отражает состав трехкомпонентной системы. Если из точки Р (рис. 37, а) опустить перпендикуляры на стороны треугольника, то сумма этих отрезков равна высоте треугольника, которая принимается за 100 % (метод Гиббса).
Точка на плоскости равностороннего треугольника отражает состав трехкомпонентной системы. Если из точки Р (рис. 37, б) провести прямые, параллельные основаниям треугольника, то сумма их равна 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1О 11 12 13 493 753 873 923 1173 1173 723 1173 1073 1023 773 773 9 73 45 30 40 40 55 40 55 35 35 25 55 42 60 75 75 80 75 90 85 75 90 85 75 80 80 90 5 5 1О 10 1О 1О 10 10 5 5 10 10 10 25 75 25 75 40 80 40 86 40 72 40 95 40 7 50 7 35 8 35' 85 25 60 40 90 50 75 О 5 1О 15 25 27 30 463 703 733 768 1! 23 973 503 1093 923 923 533 643 833 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 595 580 577 573 543 535 569 773 873 523 923 873 873 1273 723 723 40 50 40 50 40 30 50 50 35 95 50 75 80 75 80 90 95 90 85 10 5 5 10 10 1О 10 10 1О 10 1О 45 30 20 40 50 40 50 50 40 ЗО 50 20 50 75 50 40 80 90 95 85 75 60 85 75 60 983 543 1113 603 753 443 703 793 733 1073 673 583 стороне треугольника, которая принимается за 100% (метод Розе- бума).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
