Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Диаграммы плавкости двухкомпонентных систем, компоненты которых неограниченно растворимы в жидком и полностью нерастворимы в твердом состоянии и образуют химическое соединение, плавящееся инконгруэнтно. В 4 частях. Часть 3

Покупка
Артикул: 801802.01.99
Доступ онлайн
102 ₽
В корзину
Данное пособие является руководством для самостоятельной работы студентов, изучающих фазовое равновесие. Руководство включает основные теоретические вопросы, тестовые задания и расчетные задачи по диаграммам. Пособие рекомендовано для студентов, обучающихся по направлению «Химия». Текст печатается в авторской редакции.
Диаграммы плавкости двухкомпонентных систем, компоненты которых неограниченно растворимы в жидком и полностью нерастворимы в твердом состоянии и образуют химическое соединение, плавящееся инконгруэнтно. В 4 частях. Часть 3 / составители М. Б. Никишина, Е. В. Иванова, О. С. Половецкая. - Москва : Директ-Медиа, 2018. - 67 с. - ISBN 978-5-4475-9818-1. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/1986575 (дата обращения: 25.07.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ 
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
ИМ. Л.Н. ТОЛСТОГО» (ФГБОУ ВО «ТГПУ ИМ. Л. Н. ТОЛСТОГО») 

КАФЕДРА ХИМИИ

ДИАГРАММЫ ПЛАВКОСТИ 
ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ, 
КОМПОНЕНТЫ КОТОРЫХ 
НЕОГРАНИЧЕННО РАСТВОРИМЫ 
В ЖИДКОМ И ПОЛНОСТЬЮ НЕРАСТВОРИМЫ 
В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ И ОБРАЗУЮТ 
ХИМИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ, 
ПЛАВЯЩЕЕСЯ ИНКОНГРУЭНТНО 

В ТРЕХ ЧАСТЯХ 

Часть III 

Учебно-методическое пособие 
по теме «Фазовое равновесие в органических системах» 

Москва 
Берлин 
2018 

УДК 544(075) 
ББК 24.5я73 

Д44 

Авторы-составители 
Никишина М. Б., Иванова Е. В., Половецкая О. С., 
Атрощенко Ю. М., Власова Ю. Н. 

Рецензент: 

Т. Н. Валуева — к.х.н., доцент кафедры химии ТГПУ им. Л. Н. Толстого 

Д44 

 
Диаграммы 
плавкости 
двухкомпонентных 
систем, 
компоненты  которых неограниченно растворимы в жидком 
и полностью нерастворимы в твердом состоянии и 
образуют 
химическое 
соединение, 
плавящееся 
инконгруэнтно. В 4 частях. Часть III : учебно-методическое 
пособие по теме «фазовое равновесие в органических 
системах» / авт.-сост. : М. Б. Никишина [и др.]. — Москва ; 
Берлин : Директ-Медиа, 2018. — 67 с. 

ISBN 978-5-4475-9818-1 

Данное пособие является руководством для самостоятельной работы студентов, 
изучающих фазовое равновесие. Руководство включает основные теоретические 
вопросы, тестовые задания и расчетные задачи по диаграммам. Пособие рекомендовано 
для студентов, обучающихся по направлению «Химия». 
Текст печатается в авторской редакции. 

УДК 544(075) 
ББК 24.5я73 

ISBN 978-5-4475-9818-1
© Коллектив авт.-сост., текст, 2018
© Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2018 

Инконгруэнтно плавящееся экзотермическое соединение. 

Если соединение плавится инконгруэнтно, то образуется жидкость иного 

состава, чем плавящееся вещество. Это возможно в тех случаях, когда при 

плавлении вещества (кроме жидкости) еще выделяется твердое вещество другого 
состава, чем взятое вначале.  

Если химическое соединение плавится конгруэнтно, то его состав характеризуется 
сингулярной точкой или рациональным максимумом на кривой ликвидуса 
соединения, которая пересекает кривые ликвидуса компонентов в двух 

эвтектических точках Е1 и Е2 (рис. 1а). В данном случае максимум называется 

явным, или открытым. Если химическое соединение плавится инконгруэнтно, 

то отвечающий ему максимум М' попадает в область, находящуюся под кривой 

ликвидуса одного из компонентов, например, компонента В, как это показано 

пунктиром на рис. 1б. Такой максимум называется неявным, или скрытым. В 

этом случае устойчива лишь ветвь ЕР кривой ликвидуса соединения, расположенная 
между эвтектической точкой Е и переходной, или перитектической, 

точкой Р. 

При температуре точки Р соединение АmBn распадается на жидкую фазу Lр

состава точки Р и твердую фазу ЅВ, имеющую состав компонента В 

АmBn  ↔  SB + Lр 

Если химическое взаимодействие в системе совершенно отсутствует, то 

диаграмма плавкости (рис. 2, диаграмма I) состоит из двух кривых ликвидуса, 

следующих законам идеальных растворов. Обе кривые пересекаются в эвтектической 
точке Е. Метаустойчивые участки кривых показаны пунктиром. Если 

между компонентами системы существует очень слабо выраженная тенденция 

к химическому взаимодействию, то она отражается на кривых ликвидуса, которые 
уже не следуют уравнению идеальных кривых растворимости. Изотермы 

свойств жидких систем в этом случае обнаруживают отклонения от аддитивно-

сти. Можно предположить, что вся кривая ликвидуса соединения Е'М'Е" распо-

ложена ниже кривых ликвидуса компонентов (рис. 2, диаграмма ІІ), т. е. 

находится в метаустойчивой области, отвечающей переохлаждениым раство-

3 

рам. Насколько известно, пока еще не удалось осуществить кривую Е'М'Е” 

экспериментально. Если кривая ликвидуса соединения расположена так, что ее 

отрезок ЕР попадает в устойчивую область (рис. 2, диаграмма III), то получаем 

систему с инконгруэнтно плавящимися соединениями. Температурный макси-

мум М', отвечающий этому соединению, остается в метаустойчивой области. 

При известных условиях удается получить метаустойчивые участки РМ' и РЕ', 

чем экспериментально доказывается правильность интерпретации переходной 

точки Р как пересечения кривых ликвидуса компонента и соединения. Если 

кривая ликвидуса соединения расположена так, что ее максимум попадает в 

устойчивую область, то получаем типы диаграмм с конгруэнтно плавящимся 

соединением, которое либо частично диссоциировано в жидкой фазе (рис. 2, 

диаграмма IV), либо совершенно не диссоциировано (диаграмма V). Метау-

стойчивые продолжения кривых ликвидуса компонентов без образования со-

единения, предусматриваемые теоретической схемой (диаграмма ІV), могут 

быть осуществлены на опыте. 

 
 

 

 

Строение диаграммы состояния системы с одним инконгруэнтно плавя-

щимся соединением АmBn (рис. 3) состоит из трех кривых: кривая ТАЕ отвечает 

кристаллизации компонента А, кривая ЕР отвечает кристаллизации соединения 

и кривая ТВР отвечает кристаллизации компонента В. Эти моновариантные 

кривые пересекаются в нонварпантных точках: эвтектической Е и перитектиче-

ской, или переходной, Р. Жидкая фаза состава точки Е сосуществует с двумя 

Рис. 1 Диаграмма ликвидуса систем с одним химическим соединением: а –
плавящимся конгруэнтно; б – плавящимся инконгруэнтно. 

4 

твердыми 
фазами, 
имеющими 

состав компонента А и соедине-

ния АmBn, то есть лежащими по 

обе стороны точки Е. Жидкая фа-

за состава Р сосуществует с дву-

мя твердыми фазами, имеющими 

состав соединения АmBn и ком-

понента В, то есть лежащими по 

одну сторону точки Р. Три кри-

вые ликвидуса и две конноды 

(FEG, проведенная через точку Е, 

и РJН, проведенная через точку 

Р) делят плоскость диаграммы на 

шесть фазовых полей. Из них 

только поле І, отвечающее жидким 
системам, однофазно, все же 

остальные поля двухфазны. В 

поле ІІ жидкая фаза сосуществует 
с кристаллами  В, в поле ІІІ - с 

кристаллами  и АmBn  и в поле IV 

-  с кристаллами А. В поле V кристаллы 
АmBn сосуществуют с 

кристаллами А, а в поле VI - с 

кристаллами В. При охлаждении 

из жидкого состояния затвердевание 
сплавов, состав которых 

лежит между компонентом А н точкой Р, происходит по хорошо известной эвтектической 
схеме. Из сплавов между А и Е первично выпадают кристаллы А, а 

из сплавов между Е и Р первично кристаллизуется соединение АmBn. Во всем 

Рис.2 Влияние химического взаимодействия 
компонентов на 
вид диаграммы ликвидуса.

5 

интервале между А и Р затвердевание заканчивается кристаллизацией эвтектики, 
состоящей из А и АmBn.  

 

 
 

 

Рис.3 Диаграмма состояния и кривые охлаждения системы с одним 

инконгруэнтно плавящимся соединением. 

6 

Рисунок 4. Диаграмма состояния системы, содержащей метанол и воду

Тестовые и расчетные задания 

Вариант 1. 

Тестовые задания 

 

Используя диаграмму плавкости метанола и воды, представленную на рисунке 

4, предложите правильные ответы на следующие вопросы: 

Часть 1. Описание диаграммы 

1. Укажите название линий на диаграмме (выбранный ответ укажите в таблице):  


Линия на диаграмме
АСЕ1Б
КС
ЛР

 

Варианты ответов:  

а) ликвидус; б) солидус; в) линия эвтектики; г) линия перитектики.. 

7 

2. Какому фазовому равновесию соответствуют линии на диаграмме (выбранный 
ответ укажите в таблице): 

Линия на диаграмме
АС
Е1С
БЕ1

 

Варианты ответов:  

а) вода (тв) ↔ раствор; 

б) раствор↔ метанол (тв); 

в) раствор↔ химическое соединение (тв); 

г) раствор↔ метанол (тв) ↔ химическое соединение (тв). 

 

3. Какому фазовому равновесию соответствуют точки на диаграмме (выбранный 
ответ укажите в таблице): 

Точки на диаграмме
А
Б
Е1 
С

 

Варианты ответов:  

а) вода (тв) ↔ раствор; 

б) раствор↔ метанол (тв); 

в) раствор↔ химическое соединение (тв); 

г) раствор↔ метанол (тв) ↔ химическое соединение (тв); 

д) вода (ж) ↔ вода (тв); 

е) метанол (ж) ↔ метанол (тв); 

ж) раствор ↔ вода (тв) ↔ химическое соединение (тв). 

 

4. Все точки на линиях на диаграмме характеризуют зависимость (возможно 

несколько вариантов ответа, выбранный ответ укажите в таблице): 

Линия на диаграмме
АБ 
КР

 

8 

Варианты ответов:  

а) температуры начала кристаллизации от состава системы; 

б) температуру конца кристаллизации от состава системы; 

в) температуру начала плавления от состава системы; 

г) температуру конца плавления от состава системы. 

 

5. В какой области на диаграмме система гомогенна? 

 

Варианты ответов: а) I; б) II; в) III; г) IV; д) V; е) VI. 

 

6. В каких областях на диаграмме система гетерогенна? 

 

Варианты ответов: а) I; б) II; в) III; г) IV; д) V; е) VI. 

 

7. В каких точках на диаграмме система гомогенна? ___________ 

 

8. В какой точке на диаграмме система гетерогенна? ___________ 

 

9. Укажите фазовый состав системы, представленной на диаграмме фигуратив-

ными точками (выбранный ответ укажите в таблице): 

Точки на 

диаграмме 

1
2
3
4
5
6
7
А
Б
Е1
С
М

 

Варианты ответов:  

а) жидкость;                                                 б) жидкость + две твердые фазы;  

в) жидкость + твердая фаза;                     г) две твердые фазы. 

 

10. Укажите состав жидкой фазы в системе, представленной на диаграмме фи-

гуративными точками (выбранный ответ укажите в таблице): 

9 

Точки на диаграмме
1
2
3
4
5
6
7 
А 
Б 
С 

 
Варианты ответов: 
а) 100 % метанола;                                  б) 100 % воды; 
в) 44 % метанола;                                    г) 60 % метанола; 
д) 30 % метанола;                                    е) 70 % метанола; 
ж) 28 % метанола;                                   з) 43% метанола;  
и) 50 % метанола;                                    к) нет жидкой фазы; 
л) 55 % метанола. 
 
11. Укажите точку плавления химического соединения _____________ 
 
12. Укажите точку плавления метанола _______________ 
 
13. Укажите точку плавления воды ____________ 
 
14. Укажите состав твердой фазы в системе, представленной на диаграмме фи-
гуративными точками (выбранный ответ укажите в таблице): 
Точки на диаграмме
4
А
Б
Е1 
С

 

Варианты ответов:  

а) 100 % метанола;                                  б) 100 % метанола; 

в) 50 % метанола;                                    г) 60 % метанола; 

д) 75 % метанола.                                   

 

15. Укажите вариативность (число степеней свободы) системы, представленной 

на диаграмме фигуративными точками (выбранный ответ укажите в таблице): 

Точки на 

диаграмме 

1
2
3
4
5
6
7
А
Е1 
С 
Б
М
К
Л
Р

 

10 

Доступ онлайн
102 ₽
В корзину