Оқулық "Білім беруді дамытудың федералды институты"
108 Қатты ерітінділер. Бҧл
жүктеу/скачать 9,08 Mb. Pdf көрінісі
|
Белик Физикалық және коллоидтық химия
- Бұл бет үшін навигация:
- Изоморфтық кристалданатын екікомпоненттік жҥйе.
| 2
108 Қатты ерітінділер. Бҧл ауыспалы қҧрамның біркелкі кристалдық фазалары. Ауыстырудың, енгізудің және алып тастаудың қатты ерітінділерін ажыратады (немесе стехиометриялық емес қатты денелер). Қатты ерітінділердегі орын ауыстырылатын атомдар, иондар немесе бір заттың молекулаларын басқа заттың бӛлшектерінің кристалдық торларының тҥйіндеріне орналастырады. Мҧндай ерітінділердің пайда болуы мҥмкін, егер екі компонент те кристалхимиялық қасиеттері мен бӛлшектерінің ӛлшемдері бойынша жақын болса. Қатты ерітінділердің орын ауыстырулары кең тараған. Егер қатты заттар орын ауыстырудың қатты араласқан кристалдарын беруге қабілетті болса кез-келген сандық қатынаста, онда мҧндай ерітінділерді изоморфтық деп атайды. Қатты ерітінділерде бір элементтің атомдарын (иондарын) енгізу басқа атомдардың (иондардың) арасындағы аралықта орналасады. Қатты ерітінділердің мҧндай тҥрі, компоненттердің атомдарының ӛлшемдері бір- бірінен ерекшеленген жағдайда кездеседі. Ол бір компонент металл болып табылатын, жҥйелерге тән болып келеді, ал басқасы – металл емес болғанда, әрі металл атомының ӛлшемі металл емес атомнан ҥлкен болған кезде. Қатты ерітінділерді енгізу ӛте сирек кездеседі. Қатты ерітінділерді алып тастау кристалдық тордан атомдардың тҥсіп қалулы кезінде болады, сондықтан мҧндай ерітінділерді ақаулы торы бар қатты ерітінділер деп атайды. Қатты ерітінділердің қатты жағдайдағы компоненттерінің ерігіштігі шексіз және шектеулі болып бӛлінуін ажыратады. Изоморфтық кристалданатын екікомпоненттік жҥйе. Мҧндай жҥйенің А және В компоненттері химиялық қосылуларды тҥзбейді, полиморфизмдік ауысулары болмайды және сҧйық сондай-ақ қатты жағдайларда шексіз ӛзара ерігіштікпен қабілетті болады, яғни кристалдану кезінде қатты ерітінділердің ҥздіксіз қатарын қҧрайды. В компонентінің концентрациясын ҧлғайтқан кезде қатты ерітінділердің кристалдануының бастапқы және соңғы температурасының мәні ҥздіксіз артатын жағдайды қарастырып кӛрейік (В компоненті А компонентіне қарағанда кристалданудың ең ҥлкен температурасына тең деп қабылдаймыз (сурет 4.7, а). Ликвидус T A NT B және солидус Т А КТ В сызықтары ҥздіксіз қисық тәріздес, барлық нҥктелері А және В компоненттерінің кристалдану температураларының арасында жатыр. Ликвидус және солидус сызықтары диаграмма жазықтықтарын фазалық аймақтарға бӛледі. Ликвидус сызығынан жоғары L сҧйықтығының бірфазалық аймағы жатады, солидус сызығынан тӛмен S қатты ерітінділердің бірфазалық аймағы. Бірфазалық аймақтардың арасында екіфазалық аймақ бар, онда сҧйық және қатты ерітінділер бірге L + S тіршілік етеді. Ликвидус сызығының әрбір нҥктесіне солидус сызығының белгілі нҥктесі сәйкес келеді. Сонымен, T 1 температурасындағы тепе-теңдікте табылатын, фазалардың қҧрамын табу ҥшін, Т ӛсіне перпендикуляр, ликвидус және солидус сызықтарымен қиылысатын, тҥзу сызықты салу қажет, N және K нҥктелері Х ж қҧрамының және сәйкесінше Х в қатты ерітіндінің 2 109 сҧйықтығын береді (4.7, а суретін қараңыз). Балқытпалардың қатты ерітінділерінің кристалдануы даранҧсқада ӛтеді, яғни кейбір температуралық интервалда. Инварианттылықта (тҧрақты температурада) таза компоненттер кристалданады. Екікомпонентті жҥйенің барлық балқытпаларының салқындауының қисығында (суреттер 4.7, б; 4.8) компоненттері қатты ерітінділердің қатарын тҥзейтін, қатты ерітінділердің кристалдануының бастапқы және соңғы температураларына жауап беретін, N және C нҥктелерінде екі сыну жері байқалады 2—4 қисықтарының MN бӛліктері балқытпалардың салқындауына жауап береді, NC — ауыспалы қҧрамның қатты ерітінділерінің кристалдануына, CD — қатты ерітінділердің салқындауына. Қатты ерітінділердің қҧрамы кристалдану процесі кезінде ҥздіксіз ӛзгеріп отырады. Қатты ерітіндімен тепе-теңдікте табылатын, сҧйық фазаның қҧрамы да ӛзгереді. 4.8 суретінде О нҥктесімен белгіленген, балқытпаны салқындату процесін қарастырайық. О нҥктесінде бірфазалық жҥйе бивариантты, яғни, белгіленген шектерде балқытпаның қҧрамы мен температурасын тәуелсіз ӛзгертіп отыруға болады. Температураны О 1 нҥктесіне дейін тӛмендеткенде (дәлірек, оны шексіз ӛте аз ӛлшемге) қатты ерітіндінің кристалдануы басталады, және балқытпадан тҧратын екіфазалы жҥйе пайда болады, қҧрамы оның О 1 нҥктесімен анықталынады және жоғалып бара жатқан қатты ерітіндінің аз мӛлшерімен тепе-теңдікте болады (оның ақырғысының қҧрамы О 2 нҥктесімен анықталынады (4.8 суретін қараңыз). Т 1 -ден Т 3 температурасының интервалында жҥйе даранҧсқалы, және температураның әрбір мәніне балқытпа мен қатты ерітіндінің белгіленген қҧрамы сәйкес келеді. Мысалы, Х 3 қҧрамының кӛрсетілген жҥйесі F фигуративті нҥктесінде (Т 2 нҥктесінде) екі тепе-тең фазалардан тҧрады: Х 1 қҧрамның балқытпасы (F 1 нҥктесі) және Х 2 қҧрамының қатты ерітіндісі (F 2 жүктеу/скачать 9,08 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|