ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие свойства металлов и сплавов из "Практикум по общей химии" Общие свойства металлов. Сплавы. Физико-химический анализ. Кривые охлаждения. Диаграмма плавкости. Эвтектика. Твердые растворы. Интерметаллические соединения. [c.167] Возникновение электрического тока за счет химических реакций. Стандартные электродные потенциалы металлов. Ряд напряжений. Вытеснение металлами водорода и вытеснение одних металлов другими. Гальванический элемент. [c.167] Электролиз и законы Фарадея. Схема электролиза различных соединений. Основные методы получения металлов. [c.168] Из всех физических свойств чаще всего исследуются изменения температур плавления (кристаллизации) системы в зависимости от изменения концентрации компонентов. Этот метод называется термическим, или методом плавкости. [c.168] Если к Сс1 добавлять второй компонент, например 2п, с температурой плавления 419 С, то температура кристаллизации С(1 понижается. На кривой охлаждения (рис. 58,/) температурная остановка в точке Б (2,5% п) значительно менее резко выражена, так как происходит только частичная кристаллизация основного компонента — С(1 и появляется вторая (более ясно выраженная) температурная остановка В—Г, соответствующая одновременной кристаллизации обоих компонентов С6 + 7,п. Отрезок кривой А Б характеризует жидкую фазу, отрезок БВ— равновесную систему из твердой и жидкой фаз, отрезок ГД — систему нз двух твердых фаз Сс1 н 2п. [c.168] Если увеличить концентрацию 2п (до 5%), то первая температурная остановка (см. рис. 58,//) смещается еще больше вниз, тогда как положение второй не меняется. [c.168] Переохлаждение нами во внимание не принимается. [c.168] Аналогичное явление наблюдается и для систем, в которых основным компонентом является 2п. Если к этому металлу добавлять все возрастающие количества С(1, то температура кристаллизации 2п будет постепенно понижаться (табл. 14). [c.169] Зависимость изменения температуры кристаллизации (плавления) от состава системы можно изобразить графически на оси абсцисс откладываются величины, характеризующие состав (весовые или мольные проценты для сложных веществ и атомные проценты — для простых веществ), а на оси ординат — температура. График такой зависимости называется диаграммой плавкости (рис. 59). [c.169] Если взять систему в любой точке, лежащей выше ветви БД (например, в точке Б ), то при охлаждении произойдет аналогичное изменение, только первичным продуктом кристаллизации будет Сс1. Наконец, если систему, состоящую из 83,5% Сс1 и 16,5% 2п, нагреть, например, до 375 °С (точка Д ), а затем охлаждать, то при 263 °С в точке Д происходит одновременная кристаллизация обоих компонентов, т. е. кристаллизация смеси. [c.170] Эта наиболее легкоплавкая смесь двух компонентов называется эвтектикой (или эвтектической смесью), а температура, при которой происходит плавление ее, называется эвтектической температурой, обозначенной буквой Д. Линия ВТ, параллельная оси абсцисс и проходящая через точку Д, называется эвтектической горизонталью. [c.170] Область, лежащая ниже эвтектической горизонтали, называется солидусом (от латинского solidus — твердый ), т. е. областью твердых фаз. [c.171] Помимо Zn— d, аналогичные диаграммы, характеризующиеся одной особой точкой — эвтектической точкой Д, свойственны следующим системам РЬ—Sn, РЬ-Sb, d—Bi, Al—Si и др. Следует отметить, что подобные системы образуют не только металлы, но и другие компоненты металл — окись металла (Си—СиО), соль — соль (КС1—Li l), соль — вода (КС1— НаО), органические соединения (нафталин — фенол). Если одним из компонентов является вода, то наиболее легкоплавкая смесь из кристаллов льда и кристаллов второго компонента называется криогид ратной смесью. Так как лед плавится при О °С, то любые криогидрат-ные смеси плавятся ниже О °С. [c.171] Если компоненты системы образуют химические соединения или твердые растворы, то диаграммы плавкости таких систем имеют другой вид, нежели для систем с эвтектической смесью. [c.171] В гальваническом элементе энергия химического процесса преобразуется в энергию электрического тока. К какому типу относятся химические реакции, возникающие в гальванических элементах, можно выяснить при рассмотрении принципа действия гальванического элемента, составленного из двух гальванических пар, например Zn /Zn и uV u (рис. 60). Гальванический элемент этого типа был предложен В. С. Якоби. [c.171] Символ означает стандартный электродный потенциал данной пары по отношению к паре 2Н7На, потенциал которой принимается равным нулю. [c.172] Пример. Для рассмотренного выше гальванического элемента для пары 2п/гп = —0,763 в, а для пары Си/Си = +0,337 в тогда э. д. с. = = 0,337 - (-0,763) = +1,10 в. [c.172] Гальванический элемент работает, если разность потенциалов является положительной величиной. Следовательно, окислительно-восстановительная реакция может протекать в выбранном направлении только в том случае, если разность потенциалов имеет положительное значение. [c.172] Обычно значения определяются при температуре 25 °С и при одномолярных концентрациях растворов солей. [c.172] Если измерить электродные потенциалы для различных пар Ме/Ме и расставить их в ряд по возрастающей величине, то получится так называемый электрохимический ряд напряжений металлов (табл. 15). [c.172] Вернуться к основной статье