3.1.3. Конденсированные системы с ограниченной растворимостью в твердом состоянии.

Если система дает твердые растворы с ограниченной растворимостью, то подобно жидким растворам, растворителем считается тот компонент, количество которого в растворе больше.

Для двух веществ возможны два типа растворов, называемых твердыми  и  - растворами.

 растворы - кристаллы вещества А в В

 растворы – кристаллы вещества В в А

Рис. 3.6. Диаграмма плавкости

1. Двухкомпонентные системы с химическим взаимодействием веществ.

Вид диаграммы изменяется, если два компонента образуют между собой какое-либо химическое соединение. Диаграмму в координатах t – состав для одного устойчивого химического соединения можно считать состоящей как бы из двух диаграмм с эвтектикой.

t c’ B

c ж

ж AB+ж В+ж

F

H g

A

А+ж АВ+ж АВ+(АВ+В) В+(АВ+В)

D E j

A+(A+AB) AB+(A+AB)

L M N состав A_nB_m

Рис.3.7. Диаграмма плавкости изоморфной бинарной системы,

образующей устойчивое химическое соединение.

Первая диаграмма отвечает системе: вещество А – химическое соединение, вторая - системе химическое соединение - вещество В.

В первой системе образуется эвтектика F (AВ + В). Левее вертикали ЕL и правее вертикали FN происходит кристаллизация с выделением вещества А или соответственно вещества В и последующим выпадением эвтектических смесей Е или F.

Правее вертикали ЕL и левее FN охлаждение расплавов приводит к кристаллизации химического соединения с последующим выделением эвтектик.

Температура плавления химического соединения в т. С может быть выше t плавления чистых компонентов или ниже t плавления более легкоплавкого компонента. Первый случай наблюдается тогда, когда молекулярное соединение образуется с большим выделением теплоты. По характеру максимума, отвечающего t плавления химического соединения АВ, можно судить о его прочности. Частичное разложение соединения в расплаве, происходящее при плавлении, понижает t плавления. Поэтому для неустойчивых соединений максимум становится менее острым.

Состав химического соединения точно соответствует положению максимума на диаграмме плавкости.

2. Криогидратные смеси.

Диаграммы состояния используются при рассмотрении не только металлических, но и любых других систем. Для примера рассмотрим диаграмму состояния простой системы H₂O – AgNO₃

Рис. 3.8.Диаграмма состояния системы H₂O – AgNO₃

Если при растворении соль не образует с водой кристаллогидратов, то диаграмма их состояния будет такой же как у неизоморфных систем.

т. А - соответствует 0 С - t замерзания воды.

т. В - отражает t^о плавления AgNO₃. Линия АК показывает, что из растворов содержащих AgNO₃ меньше 47% при охлаждении выделяются кристаллы льда. Линия ВК представляет кривую растворимости AgNO₃ в H₂O.

К - точка эвтектики при -7,3 С.

В односолевых системах она называется криогидратной точкой. В ней система безвариантна.

Ф = С К = 2 С = 0

Поэтому криогидратная точка строго задана как по составу, так и по температуре. Из раствора при этом одновременно выпадают кристаллы льда и AgNO₃. Следовательно, при смешивании соли и льда будет происходить смещение температур вследствие образования криогидратной смеси.

Поэтому солевые криогидратные смеси применяются в качестве охлаждающих составов.

22,5 % NCl + лед → криогидратная точка -21,2 С

Если соль образует с водой кристаллогидраты, то диаграмма состояния оказывается такой же, как у двухкомпонентных систем с химическим взаимодействием.

Каждому кристаллогидрату соответствует максимум на кривых плавления. Есть несколько криогидратных точек.

Диаграммы состояния водно-солевых систем используют при изучении характера растворения солей, установления их растворимости и установление их смеси. Нередко способность веществ образовывать криогидратные смеси приходится учитывать при составлении механических композиций.

Двухкомпонентные системы

Конденсированные системы Системы без твердой фазы

Б ез хим.взаимодействия С хим.взаимодействием

Неизоморфные конденси-. Изоморфные С ограниченной

рованные системы конденстрованные растворимостью системы