| Werossa2496 | Дата: Суббота, 27.09.2014, 09:25 | Сообщение # 1 |
Группа: Пользователи
Сообщений: 25
| Здравствуйте, уважаемые химики!
Прошу вашей помощи при решении как мне показалось очень непростой задачи из курса физической химии.
Ниже привожу задание и свой вариант решения.
Буду очень признательна за проверку хода решения!!
Мне задание далось нелегко и я несколько дней пыталась честно его победить - самостоятельно, но, похоже, силы неравны 
Задание:
На основании температур кристаллизациидвухкомпонентной системы :
1. постройтедиаграмму фазового состояния (диаграмму плавкости) системы А-В;
2. обозначьтеточками:
I – жидкий расплав, содержащий а % вещества В при температуреТ1;
II – расплав, содержащий а % вещества В, находящийся вравновесии в равновесии с кристаллами химического соединения;
III – систему, состоящую из твердого вещества В,находящегося в равновесии с расплавом, содержащим b % вещества В;
IV – равновесие фаз одинакового состава;
V – равновесие трех фаз;
3. определите качественный и количественный составы эвтектик;
4. определитесостав устойчивого химического соединения;
5. в каком фазовомсостоянии находятся системы, содержащие c, d, e % вещества В при температуреТ1?
Что произойдет с системами, если их охладить до температуры Т2?
6. Определите числофаз и число степеней свободы при эвтектической температуре и молярной доле
компонента В 95 и 5%;
7. какой компоненти в каком количестве выкристаллизуется из системы, если 3 кг расплава, содержащего а % вещества В охладить дотемпературы Т2?
Т1 = 773 К
a =55 %
b = 80 %
c = 10 %
d = 25 %
e = 60 %
Т2 =533 К
РЕШЕНИЕ:
1. Строим диаграмму плавкости системы CsCl – CuCl. Эти вещества образуют конгруэнтно плавящееся химическое вещество (острый пик на диаграмме плавкости). Неограниченно растворимы в жидком состоянии, нерастворимы друг в друге в твердом состоянии.
Обозначили фигуративные точки:
I – жидкий расплав, содержащий 55%CuCl при 773 К;
II – расплав, содержащий 55 %вещества CuCl, находящийся в равновесии в равновесии с кристаллами химического
соединения;
III – систему, состоящую из твердого CuCl, находящегося в равновесии с расплавом, содержащим 80% CuCl;
IV – равновесие фаз одинакового состава– любая точка на отрезке (ноде) Т1-Т3;
V – равновесие трех фаз - две точки, каждая из них являетсяэвтектической точкой (точки Е1 и Е2).
Q – дистектическаяточка.
3. Качественный и количественный составы эвтектик:
Точка Е1: 60% CuCl, 40 % CsCl.
Точка Е2: 75% CuCl, 25 % CsCl.
4.Cостав устойчивого химического соединения(ХС): 66,6% CuCl, 33,4 % % CsCl.
5. В каком фазовом состоянии находятсясистемы, содержащие c,d, e % CuCl при температуре 773? Что произойдет ссистемами, если их охладить до температуры 533 К?
Система, содержащая 10 % вещества CuCl притемпературе 773 К – две фазы - кристаллы чистого CsCl и жидкий расплав XC.
Система, содержащая 25 % вещества CuCl притемпературе 773 К – одна фаза - жидкий гомогенный расплав XC.
Система, содержащая 60 % вещества CuCl притемпературе 773 К – одна фаза - жидкий гомогенный расплав XC.
а) при охлаждении системы, содержащей 10% CuClот 773 до 533 К состав жидкой фазы изменяетя по линии ликвидуса на участкеТ3Е1.
При охлаждении состав твердой фазы неменяется (кристаллы чистого CsCl), а жидкость обогащается XC. В точке С' в равновесии три фазы - твердые кристаллы CsCl, кристаллы ХС и жидкийрасплав эвтектического состава.
б) в точке d всего одна фаза – жидкая. Приохлаждении данной системы в точке d' при пересечении с линией ликвидуса (при температуре 762 К) выпадает первый кристалл CsCl, появляется вторая фаза - кристаллы CsCl, и по-прежнему существует жидкий расплав. При охлаждении до 533 К в точке d''в равновесии находятся три фазы - твердые кристаллы CsCl, кристаллы ХС и жидкий расплав эвтектическогосостава.
в) в точке е одна фаза - жидкий расплав устойчивого ХС. В интервале температур от 773 до 533 К происходит охлаждение жидкого расплава устойчивого ХС без изменения фазового состояния. Однако, при температуре 533 К состояние системы описывается эвтектической точкой Е1 – в равновесии три фазы- твердые кристаллы CsCl, кристаллы ХС и жидкий расплав эвтектического состава.
6. Определите число фаз и число степеней свободы при эвтектической температуре и молярной доле компонента CuCl 95 и 5%.
В общемвиде число степеней свободы рассчитывается по формуле:f = К - Ф + n
Для системы, в которой давление не влияет на равновесие (n = 1),число степеней свободы рассчитывается по формуле f= К - Ф + 1
а) При эвтектическойтемпературе 533 К и молярной доле компонента CuCl 5 % число фаз Ф = 2 - твердая (кристаллы CsCl и устойчивое ХС) +жидкая (расплав уст. ХС); число компонентов К = 2 (компонент CsCl и уст. ХС).Тогда число степенейсвободы f5% = 2 -2 +1 = 1.
б) При эвтектическойтемпературе 521 К и молярной доле компонента CuCl 95 % число фаз Ф = 2 - твердая (кристаллы CuCl и уст. ХС) + жидкая(расплав уст. ХС); число компонентов К = 2 (компонент CuCl и уст. ХС).Тогда число степенейсвободы f95% = 2 -2 +1 =1.
Вывод: в этих точкахчисло термодинамических степеней свободы равно 1, значит, можно менять только один параметр - состав (в известных пределах).
7. Какой компонент и в каком количестве выкристаллизуется из системы, если 3 кг расплава, содержащего 55 % вещества CuCl охладить дотемпературы 533 К? Решение: Для определения жидкой и твердой фаз, находящихся в равновесии, применяется правило рычага:
масса твердой фазы (кристаллов CsCl) относится к массе жидкой фазы (расплав уст. ХС), как длина отрезка GE1 относится к длине отрезка GT2. mтверд / mжидк = [GE1] / [GT2] = [60-55] / [55-0] = 5 / 55 mтверд = ([GE1]/ [GT2]) * mобщ = (5 / 55) * 3 =0,273 (кг)
Ответ: выкристаллизуется 0,237 кг кристаллов CsCl.
Сообщение отредактировал Werossa2496 - Суббота, 27.09.2014, 09:32 |
|
| |
| |
| |
| arseniy53 | Дата: Пятница, 17.03.2017, 19:07 | Сообщение # 2 |
|
Группа: Пользователи
Сообщений: 1
| Werossa2496, Здравствуйте,можете мне помочь с таким же заданием?
|
|
| |
| |
| |
