Как определяются составы равновесных (сопряженных трехкомпонентных систем для случая, когда два компонента хорошо растворяются в третьем, но не растворяются друг в друге? (Решение → 35007)

Заказ №38774

Как определяются составы равновесных (сопряженных трехкомпонентных систем для случая, когда два компонента хорошо растворяются в третьем, но не растворяются друг в друге?

Решение:

Если состав трехкомпонентной системы выражен с помощью треугольной диаграммы Гиббса– Розебома, то для определения состава сопряженных фаз и их относительного количества, как и для двухкомпонентных систем, можно пользоваться правилом соединительной прямой (ноды) и 9 правилом рычага. Рассмотрим в качестве примера диаграмму растворимости в воде (A) двух солей (B и C), не растворимых друг в друге в твердом состоянии (рис. 1). На этой диаграмме фигуративная точка b характеризует насыщенный раствор соли B в воде, а фигуративная точка c – насыщенный раствор соли C в воде. Точки, лежащие на кривой bE, выражают составы растворов, содержащих B и C, которые являются насыщенными по отношению к B (как видно из диаграммы, при добавлении к водному раствору B соли C растворимость B в воде уменьшается). Точки, лежащие на кривой cE, выражают составы растворов, содержащих B и C, которые являются насыщенными по отношению к C (при добавлении к водному раствору C соли B растворимость C в воде также уменьшается). Фигуративная точка E, называемая эвтоникой, характеризует состав эвтонического раствора, т. е. раствора, насыщенного при данной температуре по отношению к обеим солям. В эвтоническом растворе суммарная концентрация обеих солей наибольшая. Линии bE, cE, BE и CE делят диаграмму на четыре зоны: 1) зона AbEc – ненасыщенный раствор B и C в воде (f=1); 2) зона bEB – раствор B и C в воде, насыщенный по отношению к B, и кристаллы B (f=2); 3) зона cEC – раствор B и C в воде, насыщенный по отношению к C, и кристаллы C (f=2); 4) зона BEC – раствор B и C в воде, насыщенный по отношению к обеим солям, кристаллы B и кристаллы C (f=3). Согласно правилу фаз Гиббса, в трехкомпонентных системах (k=3) при p=const и T=const (n=0) число степеней свободы s = k + n − f = 3 − f . Следовательно, в зоне AbEc s=2, в зонах bEB и cEC s=1 и в зоне BEC s=0. Нонвариантность системы в зоне BEC означает, что здесь составы каждой из трех фаз, сосуществующих в равновесии, остаются неизменными. Эта система состоит из раствора эвтонического состава, кристаллов B и кристаллов C. Меняться могут только их количества