ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Трехкомпонентрые системы Построение диаграмм состояния трехкомпонентных систем из "Правило фаз Издание 2" кристаллизующиеся в виде кристаллогидратов, часто способны ззхвзтывать различное число молекул кристаллизационной воды на одну молекулу соли. Чем выше температура, тем меньше воды связывает выделяющаяся соль. Тзк, например, при кристаллизации СаСЬ из насыщенных водных растворов при температуре ниже 29,8° выделяется СаСЬ бНгО, а выше этой температуры — СаСЬ 4Н2О. [c.253] Эту систему из трех составляющих веществ следует рассматривать как двухкомпонентную. [c.254] Кристаллогидраты, отделенные от раствора, находятся в равновесии, если парциальное давление пара воды в окружающем пространстве равно давлению пара над насыщенным раствором, от которого они отделены. [c.254] Чем больше воды содержит кристаллогидрат, тем выше давление равновесного с ним пара. С повышением температуры давление пара над кристаллогидратом тоже возрастает. Характер этой зависимости для различных систем кристаллогидрат сернокислой меди — пары воды показан на схематической диаграмме рис. 74,а. [c.254] Следующей стадией поглощения воды является образование насыщенного раствора. [c.255] Давление пара, равновесного с раствором, при этом непрерывно повышается, приближаясь к давлению пара над чистой водой. Это давление является пределом, который никогда не может быть достигнут на практике, так как ему отвечает раствор бесконечно разбавленный. [c.256] Если на рис. 74,а точка О отвечает температуре 50°, то точки Е, Р я С соответственно отвечают давлениям 4,5 30,9 47 мм рт. ст. При другой температуре равновесные давления оказываются иными, и положение горизонтальных участков на рис. 74,6 смещается вверх или вниз. [c.256] Действительно, мы можем выбрать произвольное давление, т. е. концентрацию пара в моль1литр, поскольку пары состоят из одного компонента. [c.256] Для построения полной диаграммы состояния трехкомпонентной системы нужна система координат из пяти взаимно перпендикулярных осей, по которым можно было бы откладывать температуру, давление, мольные объемы различных фаз и мольные доли первого и второго компонентов, входящих в состав этих фаз (см. 39). Осуществить подобную диаграмму невозможно. Первым упрощением является проекция этой диаграммы на четырехмерное пространство в координатах температура, давление, мольные доли двух компонентов, т. е. построение диаграммы, на которой не отражаются мольные объемы каждой из фаз. Но четырехмерная диаграмма тоже не может быть построена. Лишь после дальнейшего упрощения, приняв, например, давление постоянным, мы получаем возможность построить трехмерную диаграмму, отражаюшую зависимость состава и числа фаз в равновесных системах от общего состава системы и от температуры при постоянном давлении. Мольные объемы при переходах одной фазы в другую, а также при изменениях состава фаз и при переходах от одной температуры к другой, конечно, тоже меняются. Но на выбранной нами трехмерной диаграмме изменения мольных объемов, как было указано, не отражаются (см. 39). [c.257] Сечения объемной диаграммы плоскостями, перпендикулярными оси Т, дают плоские диаграммы, описывающие возможные фазовые превращения, при постоянном давлении и постоянной температуре, т. е. превращения, зависящие только от изменений состава смеси при данных условиях. [c.258] Треугольная диаграмма, позволяющая выразить состав трехкомпонентных систем, изображена на рис. 75,а. [c.258] Вершины равностороннего треугольника соответствуют чистым веществам А, В и С. На сторонах, соединяющих вершины, откладываются составы двухкомпонентных систем, образованных веществами, помещенными в вершинах треугольника. Все точки, расположенные внутри треугольника, выражают составы трехкомпонентных систем. [c.258] Гиббс для определения состава по этому методу пользуется перпендикулярами, опущенными на каждую из сторон треугольника. Этот метод основан на том, что сумма длин перпендикуляров, опущенных из любой точки внутри равностороннего треугольника на его стороны, есть величина постоянная и равна высоте этого треугольника. Если разбить каждую из высот треугольника на 100 частей и провести через эти деления линии, параллельные сторонам треугольника, то площадь треугольника оказывается разбитой масштабной сеткой, по которой определяются длины перпендикуляров, причем сумма этих длин всегда равна 100. Так, например, точка р на рис. 75,а соответствует составу А — 20%, В — 30%, С — 50%. На рис. 75,а высота для наглядности разделена на 10 частей. [c.259] Розебом вместо перпендикуляров пользуется линиями, параллельными сторонам треугольника. Он рассматривает отрезки трех прямых, проходящих от данной точки до пересечения с каждой из сторон треугольника. Эти отрезки нанесены на рис. 75,а пунктиром. Сумма построенных таким образом отрезков является величиной постоянной, так как не зависит от положения точки, и равна длине стороны треугольника. [c.259] На этом основании Розебом предложил каждую из сторон треугольника использовать для расчета процентного содержания одного из компонентов, нанося шкалу, выраженную в процентах таким образом, чтобы 100% вещества А приходилось на вершину А, 100% вещества В приходилось на вершину В и 100% вещества С — на вершину С. Положение указанных отрезков при этом таково, что, например, отрезок, по которому определяется %А, должен быть проведен параллельно стороне, служащей в качестве шкалы для отсчета %А, и по направлению к началу этой шкалы. Состав системы в точке р рис. 75,а, определенный по проекциям отрезков Розебома на соответствующие стороны треугольника, оказывается, конечно, тем же, что и по Гиббсу. [c.259] Таким образом, если мы возьмем смесь, состав которой выражается точкой д, то при добавках вещества А точка, выражающая состав смеси, будет перемещаться по линии Ад в сторону вершины треугольника А. Если же смесь теряет вещество А, например, вещество А испаряется, то точка, выражающая состав остающейся смеси, перемещается по продолжению той же прямой в сторону основания ВС и ложится на это основание, когда все вещество А полностью удалено из системы. К треугольной диаграмме правило рычага приложимо так же, как и к диаграмме бинарной системы. [c.260] Если система распадается на две фазы различного состава, то точка р, описывающая общий состав всей системы, лежит на прямой, соединяющей точки составов каждой из фаз, причем отношение количеств этих фаз обратно пропорционально отрезкам соединительной прямой от точек составов каждой из фаз до точки суммарного состава системы. [c.260] Из рис. 76 видно, что тот же результат получится, если мы составим соответствующие уравнения для вещества В или С. [c.261] Вернуться к основной статье