Лекция 10. 1. Двухкомпонентные системы

1. Двухкомпонентные системы. Термический анализ, эвтектические системы.

2. Общая характеристика растворов. Идеальные, разбавленные, реальные растворы.

3. Закон Рауля. Отклонение от закона Рауля. Избыточные функции.

Если система состоит из двух компонентов, а из внешних факторов на нее оказывают влияние только давление и температура, то по правилу Гиббса имеем уравнение:

С=2-Ф+2=4-Ф

при С=0 т.е при условии равновесия этой системы число фаз равно 4. Это значит, что в двухкомпонентной системе число фаз, одновременно находящихся в равновесии, не может быть больше 4- х. (т1, т2,ж, пар). Максимальное число степеней свободы при Ф = 1 равно 3, т.е. именно три параметра определяют состояние системы – давление, температура и концентрация одного из компонентов системы. Поэтому состояние системы всегда можно изобразить в виде трехмерной диаграммы.

Но чаще всего состояние двухкомпонентных систем изучают при Р=const или T=const, тогда диаграмма состояния будет плоскостной и строится в координатах состав-температура или состав-давление.

Диаграммы состояния двухкомпонентных систем с твердыми фазами получают методами термического анализа, поэтому их называют диаграммами плавкости.

Термический анализ – это такой анализ, который позволяет по характеру изменения температуры от времени делать заключения об изменениях в системе при ее охлаждении.

В основе термического анализа лежит построение кривых охлаждения в координатах температура- время чистых веществ и их расплавов различного состава. В соответствии с принципом непрерывности любой изгиб на кривой охлаждения свидетельствует о появлении новой фазы, что отображается или замедлением скорости охлаждения (за счет выделяющейся теплоты кристаллизации) или температурными остановками.

для построения диаграмм состояния переносят все точки изломов и температурные остановки с кривых охлаждения на координатную сетку состав- температура, а затем соединяют полученные точки: Стромберг, стр.165-167.

При охлаждении смеси наступает такой момент, когда кристаллы обоих компонентов выпадают одновременно при определенной температуре, которая называется температурой эвтектики, а смесь этого состава - твердой эвтектикой. в точке эвтектики оба компонента кристаллизуются при температуре, ниже температуры кристаллизации каждого из компонентов. Это свойство эвтектик используется при получении новых материалов и композиционных смесей. Если необходимо получить состав плавящийся при температуре ниже плавления каждого из составляющих его компонентов, то необходимо определить, какое соотношение этих компонентов будет давать эвтектическую смесь.