2015-04-01
674
Формулировка закона такова: каждое вещество распределяется между двумя несмешивающимися растворителями так, что отношение концентраций его в обоих растворителях при данной температуре и давлении есть величина постоянная.
Эта величина называется константа распределения L:
,
где Сa, и Сb – концентрации вещества соответственно в растворителях А и В.
Следует иметь в виду, что закон справедлив, когда вещество растворено в несмешивающихся фазах.
Если в двух несмешивающихся растворителях одновременно растворено несколько веществ, между собой не взаимодействующих, то каждое из них будет растворяться независимо друг от друга, имея свою константу распределения.
Закон распределения веществ в двух несмешивающихся растворителях имеет большое практическое значение для сварочных металлургических процессов.
При сварке сталей в жидком металле энергично протекают реакции образования закиси железа FeO, которая ухудшает свойства стали. Поэтому, наряду с созданием различных эффективных мер защиты жидкого металла от контакта с кислородом, принимаются меры к тому, чтобы как можно полнее очистить жидкий металл от закиси железа.
Закись железа растворена не только в жидком металле, но и в жидком шлаке и её распределение между этими двумя несмешивающимися жидкостями подчиняется закону распределения:
,
где (FeO) – концентрация растворённой закиси железа в жидком шлаке;
[ FeO ] – концентрация растворённой закиси железа в жидком металле.
Очень существенным обстоятельством является то, что значение константы распределения зависит от температуры (табл. 1, рис. 4) [3].
Таблица 1
Значения константы распределения вещества
| Автор | Уравнение константы
 ,°С
| Значение константы 
при температуре
| |
| Т = 1600 °С (1873 °К) | Т = 2000 °С (2273 °К) | ||
| Д. Сефириан | Кислые шлаки: К = 0,85×10-5×Т–0,0114 Основные шлаки: К = 1,31×10-5×Т–0,0177 | 454,55 306,75 | 178,57 117,65 |
| Т.П. Петров Н.Н. Потапов | 
| 94,97 | 24,30 |
| В.В. Фролов |  =0,588×10-4х
хТ–0,0793
| 67,66 | 26,11 |
| И.А. Липецкий | 
| 0,47 | |
| Г.А. Погодин-Алексеев |  = 5,88×10-5×Т–
–0,0793
| 68,03 | 26,11 |
При низких температурах значение константы наибольшее, т.е. большая часть закиси железа в низкотемпературной части сварочной ванны переходит в шлак. Этот процесс называют диффузионным раскислением.
Увеличить эффективность диффузионного раскисления можно уменьшением концентрации растворённой закиси железа в шлаке, что вызовет уменьшение содержания закиси железа в жидком металле, которая будет переходить в шлак, так как при данной температуре L=const.
Рис. 4. Изменение константы распределения
вещества от температуры
| Уменьшение концентрации растворенной части FeO в шлаке достигается: – образованием нерастворимых комплексных соединений (например, FeO-SiO2); – увеличением объёма шлака. |
