МС. Жайлауов физикалық химия мазмұНЫ
§ 16. ҮШ КОМПОНЕНТТІ СИСТЕМАЛАР
жүктеу/скачать 1,05 Mb.
|
| § 16. ҮШ КОМПОНЕНТТІ СИСТЕМАЛАР
Құрамды график арқылы өрнектеу. Сыртқы факторлардың арасынан, бір компонентті системаның теңдігіне тек температура 83 мен кысым әсер еткен жағдайда, (76) теңдеудегі фазалар ереже-сі былайша өрнектеледі: с=k+2-ф немес с=3-ф ал сыртқы факторлардың арасынан екі компонентті системаның теңдігіне тек қысым мен температура ғана ықпал ететін болса, онда Гиббстің фазалар ережесі с = k+ 2-ф немесе с = 4 — ф (89) болып түрленеді. Ал енді үш компонентті системаның теңдігіне температура, қы-сым және компоненттердің концентрациясы әсер ететін болса, онда Гиббстің фазалар заңы с=k + 2 — ф немесе с = 5 -ф (90) болып өрнектеледі. Бұдан үш компонентті системалар үшін бірден бес фазадан артык бола алмайтыны байқалады (с=Ь, ф = 5), ал варианттылы-ғы төртке теңеледі (ф=1, с = 4). Мұнда не температура, не кысым түрақты деп есептеледі. с = 4-ф, (91) ал, температура да, қысымда тұрақты болса, с = 3-ф (92) Үш компонентті системалардың күйін сипаттайтын параметрге температура, қысым және оның құрамына енетін екі компоненттің концентрациясы жатады. Ендеше мұндай системалардың толық күйін сипаттайтын диаграмма төрт өлшемді болуы керек. Осыған орай үш компонентті системаларды тұрақты қысым жағдайында қарастырып, олардың диаграммасын кеңістіктегі тік үш кырлы призма түрінде тұрғызады, оның табаны үш компоненттің кон- центрациясына сәйкес келетін тең бүйірлі үшбұрыш, ал система тем-пературасына призманың биіктігі сәйкес келеді. Үш компонентті сис-теманың теңдіктегі күйін қысым мен температура ешбір өзгеріссіз, тұрақты қалатын жағдайда зертте-се, призманың табанына параллель болатын жазықтағы тең бүйірлі үш-бұрышты қиындыға айналады. Әрине, бұл үшбұрыш системадағы компонент құрамын өрнектейді жә-не системаны қарастыру едәуір же-ңілдейді. Үш компонентті системалардың күйін сипаттау үшін үшбұрыш- 84
Үшбұрышты диаграммаларды тұрғызғанда тең бүйірлі үшбұ-рыштың қасиеттерін пайдаланған тиімді: үшбұрыштың ішінде ор-наласқан нүктеден оның үш жағына жүргізген перпендикуляр косындысы әрқашан да оның биіктігіне тең және ол тұрақты ша-ма (ҚО + КЕ+КР = ВН); үшбұрыштың ішіндегі кез-келген нүкте-ден, оның үш жағына жүргізілген параллель косындысы осы үш-бүрыштың қабырғасына тең және ол тұрақты шама (М^ + МО + + МР = АВ = ВС=АС). Тең бүйірлі үшбұрыштың бұл қасиеттерінің салдарынан өте маңызды екі қасиет туындайды; тең бүйірлі үшбұрыштың әйтеуір бір қабырғасына, айталық ЛС-ға, жүргізіл-ген параллель (£5) бойындағы әрбір нүкте, осы қабырғаға қара-ма қарсы төбеге (В) орналасқан компонент қүрамының тұрақты-лығын көрсетеді; әрбір төбеден жүргізілген түзу (ВС) бойындағы нүктелер қалған екі компонент (А және С) концентрацияларынын, тұрақты катынаста болатынын көрсетеді. Үш компонентті системаға арналған Гиббс әдісі тең бүйірлі үшбұрыштың бірінші қасиетіне негізделген. Үш компонентті сис-теманың қүрамын сәтті өрнектеу мақсатымен Гиббс әдісі бойынша үшбұрыштың әрбір биіктігін онға, не жүзге бөліп, осы нүктелер арқылы әр қабырғаға параллель түзулер жүргізіп, үшбұрыш ішін торлайды. Сөйтіп, үлкен үшбүрыш он не жүз кіші үшбұрышқа бөлінеді. Сонда, ондағы әрбір бөліктің ұзындығы 10 не 1 процент-ке теңеледі екен. Үш компонентті системаны Гиббс әдісімен тал-дау үшін, үшбұрыштағы К (27-сурет) нүктесін алып, сол нүктеден әрбір қабырғаға перпендикуляр түзу жүргізеді. Олардың әрқай-сысы үш компоненттің құрамдық қатынасына сәйкес: мысалы, А компонентінің проценттік шамасы К.Р, В компоненттінікі — КЕ және С компонентінікі КО түзулерімен сипатталады. Демек, бе-рілген нүктеден үшбұрыш қабырғаларына жүргізілген перпенди-куляр шамасы, осы қабырғаға қарсы жатқан төбедегі компонент-тің мөлшерін анықтайды екен. Розебум әдісі теңбүйірлі үшбұрыштың екінші қасиетіне негіз-делген. Бұл әдіс бойынша, тең бүйірлі үшбұрыштың әрбір қабыр-ғасын тең он не жүз бөлікке бөледі де осы нүктелер арқылы әр- •бір кабырғаға паралель түзулер жүргізеді. Мұнда да үлкен үшбұ-рыш он не жүз кіші үшбұрышқа бөлініп, олардың әрқайсысынын қабырға ұзындығы 10 не 1 процентке теңеледі. Сонымен үш ком-понентті системаның Розебум әдісін пайдаланып кұрамын анық-тау үшін, тең қабырғалы үшбұрыштың берілген нүктесінен (М) әрбір қабырғаға параллель түзу жүргізеді (ММ, МО, МР). Сонда 85 А компонентінің проценті МР, В компонентінікі МО және С понентінікі МЫ түзулерімен өрнектеледі. Розебум әдісі кеңфе колдау тапты, өйткені үшбұрыштың бір қабырғасы арқылы У"1 компоненттің де құрамын сипаттауға болады. Мысалы, А С кабыр-ғасын 100% деп альш, МР=ОС; М0 = 0<2 және МЫ = АО еке.ІДІ гін ескер^ек берілген М нүктесшдеп А компонентшщ проценті 0 С В компонентінікі £0 және С компонентінщ мөлшері Аи ^' ' түзулерімен анықталады. Енді осы ұғымдарға сүйеніп, 25-суретте көрсетілген үш компонентті системаның балқығыштык күйін ка-растырайык. Алынған үш компонент балқыған кезде өзара жақсы ериді, кристалданып қатайғанда, катты ері-тінді бермейді және өзара химиялық реакцияларға түспейді. Ондай компонент мырыш, кадмий және висьмут болсын. Енді осы үшеуін бірге қызды балқыма алады. Сосын ол балқыманы бірқалыпты, өте баяу салқындата бастаса, мырыштың, кадмийдің, висьмуттын жекеленген кристалдары пайда бола бастайды. Диаграммадағы А нүктесі висьмуттың 27ГС-та балқитынын не осы кезде кристалданатынын, ал В нүктесі кадмийдің 32ГС-та балкып, кристалданатынын^ және С нүктесі системадағы үшінші компо-нент мырыштың 0419,4°С-та кристалда-нып, балқитынын көрсетеді. Мүндағы әр қабырға екі компоненгті системалардың күйін өрнектейтін диаграмма іспеттес: ААЕ1ВВ1— қыры висьмут — кадмий системасын көрсетсе, А А Е2СС'— қыры висьмут — мырыш системасын, ал В'ВЕ3,СС'~ кыры кадмий — мырыш системасын сипаттаиды. Ондагы Е1Е2Е3 нүктелері ездеріне сәйкес: келетін екі компонентті системалардың эвтектикалық нүктесіне.тен АЕ1Е2Е3 ВЕ1,Е4Е3 және СЕ2Е4Е3-сызыктармен шектелген беттер, әртурлі кұрамдагы балкымадан висьмуттын, кадмийдің және мырыштың кристалданғандагы беттері. Сол сиякты Е1Е4 сызығы кадмий - висьмут системасының эвтектикалык кристалдануын көрсететін қисык, Е2Е4-сызығы мырыш-кадмий компонентерінін эвтетикалык кристалдаунын , ал Е4 нуктесі мырыш-кадмий –висмуттын эвтетикалык кристалдаунын біріктіріп сипаттайды және оны үштік эвтетика дейді. жүктеу/скачать 1,05 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|