ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Диаграммы растворимости и фазовые равновесия из "Графические расчеты в технологии минеральных веществ Издание 2" Раствор одной соли в воде состоит из двух компонентов и называется двойной (двухкомпонентной) системой. [c.73] Наиболее простой вид имеют кривые растворимости солей, не изменяющих своей кристаллической модификации и не образующих кристаллогидратов. Рассмотрим изображенную на рис. 19 диаграмму растворимости в воде одной соли, кристаллизующейся в безводном виде. [c.73] Линия ВК на диаграмме является геометрическим местом фигуративных точек растворов, насыщенных солью (например точка Мх), а линия О/С — растворов, находящихся в равновесии со льдом. Линия В К является кривой растворимости соли, а линия ОК отвечает условиям выделения льда в системе соль — вода. Фигуративная точка О изображает чистую воду при температуре замерзания, а точка В — чистую 100% соль при температуре плавления. [c.73] Кривая растворимости определяет содержание соли в растворе в состоянии устойчивого равновесия для различных температур и является границей, отделяющей область ненасыщенных растворов от области насыщенных растворов, находящихся в равновесии с избытком твердой фазы. [c.74] Площадь диаграммы, ограниченная кривой ВК и прямыми КЕ и ЕВ, соответствует насыщенным растворам, находящимся в равновесии с избытком соли в твердой фазе эту часть диаграммы растворимости называют полем кристаллизации соответхтеую-щей соли. Площадь ООК соответствует растворам, находящимся в равновесии с избытком льда, и называется полем кристаллизации льда. [c.74] Фигуративные точки площади ПЕНЕ изображают составы, в которых жидкая фаза отсутствует, а твердая представляет смесь кристаллов соли и льда. [c.74] Состояние системы определяется двумя переменными величинами концентращ1еп соли в жидкой фазе С и температурой Ь. [c.74] Для насыщенного раствора фиксация одной из переменных характеризует состояние системы однозначно, ибо каждой паре С Л I соответствует только одна фигуративная точка на химической диаграмме. [c.75] Применительно к двойной системе соль — вода число степеней свободы для ненасыщенного раствора одной соли определится по правилу фаз / =2-1-2—2=2. Следовательно, фигуративные точки, расположенные в области ненасыщенных растворов (выше кривой ОКВ), отвечают двухвариантным состояниям равновесия с двумя степенями свободы. Это означает, что для ненасыщенных растворов можно, в известных пределах, изменять произвольно температуру и концентрацию без изменения числа фаз (пар и раствор — /7 и Р). [c.75] Фигуративные точки, расположенные на кривой растворимости и ниже ее и изображающие насыщенные растворы, находящиеся в равновесии с избытком твердой соли (поле ВКЕ) или льда (поле ООК), при наличии трех фаз (П, Р и соль или П, Р и лед) имеют одну степень свободы, так как / =2- -2—3 = 1. Такие растворы являются одновариантными. [c.75] Одновариантными будут также фигуративные точки в области ПЕНЕ, отвечающие составам, состоящим из смеси кристаллов соли и льда (три фазы — /7, соль и лед). [c.75] Состав одновариантного раствора при постоянном давлении может быть изменен лишь при изменении температуры, причем, пока имеется твердая фаза, раствор остается насыщенным. [c.75] В криогидратной точке К и других фигуративных точках на линии ОЕ, где одновременно существуют четыре фазы — пар, раствор, лед и соль, число степеней свободы определится из соотношения / =2 4-2 — 4=0. Это значит, что система в указанном состоянии не обладает ни одной степенью свободы, т. е. является безвариантной системой, так как ни один параметр не может быть изменен без того, чтобы не изменилось число фаз. Так, при понижении температуры ниже криогидратной исчезает жидкая фаза, а при повышении температуры исчезает одна из твердых фаз и фигуративная точка раствора передвигается на кривую растворимости КО или КВ. [c.75] Раствор, соответствующий точке К, находится в равновесии со льдом, солью и паром при определенной температуре и давлении. [c.75] На диаграмме растворимости безвариантные растворы изображаются точкой К, одноваоиантные — кривой растворимости ОКВ, а двухвариантные занимают всю область диаграммы, расположенную выше этой кривой. [c.75] Диаграмма растворимости позволяет проследить ход непрерывного процесса, протекающего при изменении температуры или концентрации растворов, т. е. представить графически ряд последовательных состояний равновесия между раствором и образующейся твердой фазой. Пользуясь такой диаграммой, можно произвести расчеты процессов охлаждения и изотермического испарения растворов. [c.76] изображающая изменение состава жидкой фазы в процессе кристаллизации, называется путем кристаллизации, а в процессе испарения летучих компонентов — путем испарения [95]. [c.76] Рассмотрим движение фигуративной точки на диаграмме растворимости для случая, когда из насыщенного раствора выделяется безводная соль (рис. 19). По мере охлаждения насыщенного раствора фигуративная точка передвигается по пути кристаллизации ВК, пока не достигнет криогидратной точки К, в которой пересекаются кривые ВК и ОК. В точке К из раствора, при дальнейшем охлаждении, выделяются в твердую фазу оба компонента в виде смеси, состоящей из льда и соли. [c.76] Точка О, в которой температура равна 0° и концентрация соли в растворе также равна нулю, отвечает состоянию вымерзания льда из чистой воды. [c.76] При мере прибавления соли к воде температура замерзания воды будет понижаться фигуративная точка раствора движется вниз по кривой ОК, выражающей зависимость между изменением температуры и концентрацией раствора, находящегося в равновесии со льдом. К моменту насыщения раствора солью фигуративная точка придет в криогидратную точку К. [c.76] Вернуться к основной статье