ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Диаграммы состояния двухкомпонентных систем

Цели работы:

1. Ознакомиться с методом термического анализа.

2. Снять кривые охлаждения двухкомпонентных систем смесей различного состава.

3. Построить диаграмму плавкости в координатах температура-состав.

4. Провести анализ полученной диаграммы.

Теоретическая часть

Правило фаз Гиббса

Формулировка: число степеней свободы равновесной термодинамической системы равно числу независимых компонентов системы минус число фаз плюс число внешних факторов, влияющих на равновесие в данной системе (температура, давление, электрическое и магнитное поле, поле тяготения и т.д.).

Формула:

Термический анализ

Изучение многокомпонентных систем, образующих несколько фаз, производится при помощи физико-химического анализа. Он широко применяется в химии и химической технологии при изучении гетерогенных систем в металлургии, технологии силикатов, при перегонке жидких смесей, минералогии и других областях науки и техники.

Физико-химический анализ основан на изучении функциональной зависимости между физическими свойствами химической равновесной системы и факторами, определяющими её равновесие. В качестве изучаемых физических свойств можно взять тепловые, электрические, оптические, механические и др. свойства систем. Полученные экспериментально зависимости физических свойств системы от её состава изображают в виде диаграмм состояния.

Изучение диаграмм состояния позволяет выяснить характер взаимодействия компонентов системы, а также судить о химическом составе и границах существования фаз и др.

Наиболее простым и распространённым методом физико-химического анализа является термический анализ. Представляет собой совокупность экспериментальных методов определения температуры, при которой в равновесной системе изменяется число фаз.

Одним из основных способов проведения термического анализа является построение кривых охлаждения.

Зависимость температуры системы от времени изображается непрерывной кривой 1 (рис.1).

На основании кривых охлаждения строятся диаграммы зависимости температуры того или иного фазового перехода от состава системы (рис.2).

Кривые, выражающие зависимость температуры кристаллизации и плавления от состава данной системы, называются диаграммами плавкости.

Если компоненты образуют идеальный раствор, то кривые ликвидуса будут подчиняться уравнению Шредера:

И, наоборот, если значения теплоты плавления компонентов известны, то можно рассчитать зависимость температуры начала их кристаллизации от состава расплава, температуру кристаллизации эвтектики и её состав:

Диаграммы состояния двухкомпонентных систем

Диаграммы состояния двухкомпонентных систем подразделяются на три типа в зависимости от того, какая фаза выделяется из раствора.

В данной лабораторной работе используется первый тип диаграмм. Относятся системы, при кристаллизации которых из жидких растворов выделяются чистые твёрдые компоненты, так называемые неизоморфные смеси.

Соотношение между количествами твёрдой и жидкой фаз определяется по правилу рычага: отношение массы двух различных фаз обратно пропорционально отрезкам, на которые фигуративная точка делит линию, соединяющую составы фаз:

Экспериментальная часть

Оборудование и реактивы

1. Пробирки со смесью дифениламина и нафталина различного состава, закрытые пробками. В отверстия пробок вставлены термометры со шкалой 150 – 200⁰С и проволочные мешалки.

2. Секундомер или часы с секундной стрелкой.

3. Электрическая плитка.

4. Штатив для пробирок.

5. Водяная баня.