Фазалар тепе-тењдігі
Қатты ерітіндінің үзікті қатарын түзетін жүйелердің балқу диаграммасы
жүктеу/скачать 2,29 Mb.
|
Лекции № 11-13 Гетерогенді тепе-теңдік термо-сы
| 14. Қатты ерітіндінің үзікті қатарын түзетін жүйелердің балқу диаграммасы
Бір-бірінде сұйық күйде шексіз еріп, ал қатты күйде шекті еритін компоненттер қатты ерітінділердің үзікті қатарын түзеді. Компоненттер бір-бірімен химиялық қосылыс түзбейтін, полиморфты өзгерістерге ұшырамайтын екі компонентті жүйелерде тек екі қатты фаза кристалға түседі: біреуі А компонентінің В компонентіндегі қаныққан қатты ерітіндісі, екіншісі керісінше В компонентінің А компонентіндегі қаныққан қатты ерітіндісі. Мұндай жүйелердің балқу диаграммалары екі типке бөлінеді. Бірінші типтегі жүйелерде балқымамен салыстырғанда онымен тепе-теңдіктегі қатты ерітіндінің құрамында біресе А компоненті, біресе В компоненті артық болып отырады. кінші типті жүйелерде қатты ерітінді құрамында (сұйық балқымамен салыстырғанда) бір ғана компоненттің мөлшері артық болады. Бірінші типті диаграммаға мысал ретінде Bi-Pb жүйесін қарастырсақ (44-сурет), мұнда диаграмманың сол бөлігіндегі қатты ерітінділерде сұйық балқымаға қарағанда висмут көп те, оң бөлігіндегі қатты ерітінділерде қорғасын көп. Диаграммадағы сызығы - ликвидус, сызығы - солидус қисықтары. Жүйенің І, ІІ және ІІІ фазалық бөліктері гомогенді; І бөлікте сұйық балқыма; ІІ бөлікте -В компонентінің а компонентіндегә қатты ерітіндісі; ІІІ-А компонентінің В компонентіндегі қатты ерітіндісі. Жүйенің IV, V, VI бөліктері гетерогенді; IVбөлікте сұйық балқыма мен В компонентінің А компонентіндегі қатты ерітіндісі; V бөлікте - сұйық балқыма мен А компонентінің В компонентіндегі қатты ерітіндісі; VI – жүйе қатты күйде, онда екі қатты фаза (А компонентінің В компонентіндегі және В компонентінің А компонентіндегі қатты ерітінділері) тепе-теңдікте болады. Диаграммадағы VI бөлікті қоршап тұрған СК және DF сызықтары –екі қаныққан қатты ерітіндінің құрамының (С және D нүктелері) температураға тәуелді өзгеруін көрсеитетін қисықтиар. Е нүктесі – эвтектикалық нүкте, ол C және D нүктелерінің арасында орналасқан. Эвтектикалық нүктеде сұйық балқымамен екі қаныққан қатты ерітіндінің (құрамдары С және D нүктелерімен берілген) ұсақ кристалдары тепе-теңдікте болады; жүйе үш фазалы, инвариантты. Қатты ерітінділердің үзікті қатарын түзетін екінші типті жүйеге мысал ретінде 45-суретте LiCl-AgCl жүйесінің балқу диаграммасы берілген. Бұл екінші типті жүйеде сұйық фазамен тепе-теңдіктегі қатты ерітіндіде (сұйық фазамен салыстырғанда) тек А компоненті (LiCl) көп, және А компоненті концентрациясының өсуімен жүйенің балқу температурасы жоғарылайды. Диаграммадағы сызығы- ликвидуссызығы да, сызығы – солидус қисығы. Екінші типті диаграммада Е нүктесі C және D нүктелерінен тыс орналасады (45-сурет), ол перитектика нүктесі деп аталады. Перитектикалық қосап эвтектикалық қоспа сияқты үш фазадан тұрады (сұйық балқыма+А компонентінің В компонентіндегі қатты ерітіндісі (D нүктесі) + В компонентінің А компонентіндегі қатты ерітіндісі, жүйе инвариантты. Перитектика нүктесіндегі балқыма онымен тепе-теңдіктегі С және D қатты ерітінділермен салыстырғанда В компонентіне (күміс хлоридіне) б ай. Диаграммадағы СК және DF сызықтары әр екі қаныққан ерітіндінің (C және D) құрамдары мен температура арасындағы байланысты көрсетеді. Диаграмманың фазалық бөліктеріндегі жүйенің күйі мен варианттығы жоғарыда қарастырылған диаграммаға (44-сурет) ұқсас: І бөлік жүйенің сұйық (балқыма) күйін, ІІ және ІІІ бөліктер қатты (қатты ерітінділер) күйін, IV, V және VI бөліктері жүйенің гетерогенді (екі фазалы) күйлерін береді; IV және V бөліктерде сұйық балқыма мен қатты ерітінді тепе-теңдікте, ал VI бөлікте екі қатты ерітінді тепе-теңдікте болады. 44-сурет 45-сурет Жүйе компоненттері полиморфты өзгерістерге ұшырайтын болса, балқу диаграммасы күрделілене түседі. Кейде жүйе компоненттері қатты ерітінді түзуімен қатар олар бір-бірімен әрекеттесіп, химиялық қосылыстары түзуі жиі кездеседі. Бұл кезде байқалатын балқу диаграммаларының түрлері 46 және 47-суреттерде көрсетілген. 46-сурет 47-сурет 46-суретте А және В компоненттері сұйық күйінде аздап диссоциацияға ұшырағанымен қатты күйінде тұрақты AmBn қосылысын түзел\ді. Сол себепті ликвидус қисығының бөлігіндегі максимум доғал да, солидус қисығының бөлігінде үшкір сингулярлы максимум. 46-суреттегі диаграмманы екі компонентті екі жүйе диаграммаларының қосындысы деп қарастыруға болады ( және жүйелері). Диаграмманың сызығы В компонентінің А компонентіндегі қатты ерітіндісінің кристалдану қисығы (қатты ерітіндінің құрамы қисығы бойымен өзгереді): Е1-эвтектикалық нүкте, бұл нүктеде сұйық балқыма екі қатты ерітіндімен (құрамдары a және b) тепе-теңдікте; қатты ерітіндінің бірі (а нүктесі) В компонентінің А компонентіндегі, екіншісі (b нүктесі) А компонентінің компонентіндегі ерітіндісі. Диаграмманың оң жақ бөлігі дәл жоғарыдағыдай қарастырылады. Жүйеде түзілетін химиялық қосылыс тек сұйық күйінде емес, қатты күйінде де аздап диссоциацияға ұшырайтын болса (47-сурет), ликвидус қисығының бөлігі мен солидус қисығының бөлігіндегі максимумдардың екеуі де доғал болады. Доғал максимум жүйеде түзілетін қосылыстың тұрақты құрамын көрсетпейді, өйткені қосылыс тұрақсыз болатындықтан оның құрамы белгілі бір шекке дейін өзгеріп отырады. Н.С.Курнаков тұрақсыз құрамды қосылыстар кәдімгі тұрақты химиялық қосылыстар (дальтонидтер) мен құрамы ылғи да айнымалы болатын жүйелер-ерітінділер арасында жатады деп көрсеткен. Тұрақсыз құрамды қосылыстарды ашқан Бертолленің құрметіне мұндай қосылыстарды Н.С.Курнаков бертоллидтер деп атаған. жүктеу/скачать 2,29 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|