Понятие о физико-химическом анализе. Принципы непрерывности и соответствия Курнакова

Изучение многокомпонентных гетерогенных систем проводят с помощью физико-химического анализа, который основан на установлении зависимости между физическими свойствами (тепловыми, электрическими, оптическими и др.) равновесной химической системы и ее химическим составом. На основании результатов изучения физических свойств равновесной системы строят диаграммы состояния в координатах «состав – свойство». По геометрическим особенностям диаграмм, совокупности линий на них, поверхностей и т.д. можно судить о характере взаимодействия компонентов, о наличии химических соединений, о числе, границах устойчивости, условиях существования различных фаз в системе.

В основе исследования диаграмм состояния лежат принципы непрерывности и соответствия, сформулированные одним из создателей физико-химического анализа - академиком Н.С. Курнаковым.

Принцип непрерывности устанавливает, что при непрерывном изменении параметров, определяющих состояние системы, свойства отдельных фаз её изменяются непрерывно. Свойства всей системы изменяются непрерывно до тех пор, пока не изменится число или характер её фаз. При появлении новых или исчезновении имевшихся фаз свойства системы в целом меняются скачком.

Принцип соответствия гласит: каждой совокупности фаз, находящихся в равновесии в данной систем, отвечает на диаграмме определенный геометрический образ. Например, каждой твердой фазе на плоской диаграмме соответствует своя кривая температур начала кристаллизации (рис. 1).

Физико-химический анализ особенно широко используют для изучения гетерогенных фазовых равновесий. Особенно велика его роль как теоретической основы производства специальных сталей, авиационных, полупроводниковых сплавов. Большое значение физико-химический анализ имеет для галургии, занимающейся исследованием равновесий в водно-солевых системах.

Физико-химический анализ дает возможность, не прибегая к разделению системы на составные части, судить о свойствах системы, о наличии химических соединений и составе этих соединений.

Физико-химический анализ имеет большое значение для контроля промышленных производственных процессов. Применение различных методов физико-химического анализа дает возможность проводить автоматический контроль процессов и автоматическое регулирование их.

Правило фаз Гиббса и его применение