Построение фазовой диаграммы бинарной системы KOH-NaOH

Новосибирский государственный университет

Факультет Естественных наук

Кафедра Физической Химии

Курсовая Работа

Построение фазовой диаграммы бинарной системы KOH-NaOH.

Выполнил:               

Ломовский Игорь

Будилкин Борис

Новосибирск

2006г.

Оглавление:

I Литературный обзор

1 - Твердые растворы. Правила Гиббса – Розебума               2

2 - Примеры фазовых диаграмм                                               4

II Цель работы                                                                               9

III Практическая часть.

1 - Принцип работы термовесов Netzch STA 449C Jupiter     10

2 - Получаемые данные                                                              11

3 - Полученные данные                                                              13

4 - Сравнение с литературными данными                               14

IV Использованная литература.                                                       15

Литературный обзор

Твердые растворы. Правила Гиббса – Розебума

Рассмотрим системы, которые неограниченно смешиваются в жидкой фазе и совсем не смешиваются в твердой. Для систем, неограниченно смешивающихся в твердой и жидкой фазах, диаграмма состояний имеет вид, аналогичный равновесию в и системах жидкость - пар. Примером такой фазовой диаграммы может служить диаграмма равновесия жидкость – твердое (диаграмма плавкости), изображенная на рис. 1. Отношение количеств твердой и жидкой фаз в этом случае определяется по правилу рычага, например, для ситуации, изображенной на рис. 1:

Из рис. 1 легко следует, что если состав расплава не совпадает с составом жидкой фазы, то можно производить разделение смеси путем последовательного расплавления и отделения твердых и жидких частей системы.

Термодинамическое описание систем жидкость - твердое совпадает с описанием систем жидкость - пар. Аналогично правилам Гиббса - Коновалова формулируются правила Гиббса - Розебума для описания равновесий в системах твердый раствор - жидкий раствор.

Первое правило Гиббса - Розебума гласит: жидкий раствор обогащен по сравнению с твердым раствором тем компонентом, прибавление которого к системе понижает температуру плавления.

1500

1400

1300

1200

1100

1000

Вес. % Ni

Рис.  1. Диаграмма плавкости системы Сu - Ni при давлении 1 бар

Второе правило Гиббса - Розебума: в точках максимума или минимума на кривых диаграмм плавкости состав твердой и жидкой фаз одинаков.

Согласно третьему правилу, состав обеих фаз меняется в одну сторону при изобарическом изменении температуры или  при изотермическом изменении давления.

Примеры фазовых диаграмм

В качестве примера системы с азеотропом на рис. 2 приведена диаграмма температура - состав для смеси этанол - четыреххлористый углерод при давлении 1 бар.

Более сложным примером служит диаграмма температура состав для системы фенол - вода, для которой при низких температурах происходит расслоение жидкости на две фазы, предоставляющих собой раствор фенола в воде и раствор воды в феноле.

Рис. 2. Диаграмма состояния температура - состав для системы этанол - четыреххлористый углерод при давлении 1 бар

Диаграммы, описывающие равновесие жидкость - твердое тело, в ряде случаев аналогичны диаграммам жидкость - пар с полным смешиванием в обеих фазах. Примером может служить диаграмма плавкости системы NаС1 - АgС1, LiС1 - NаС1 и Сu - Ni (см. рис. 1). Примером диаграммы, подчиняющейся уравнению Шредера может служить диаграмма плавкости системы КС1 - АgС1.

В общем случае диаграммы плавкости имеют более сложный вид. Например, в системе КNO₃ - NaNО₃ наблюдается образование твердых растворов (рис. 3). Рассмотрим различные области этой диграммы более подробно.

Область А, ограниченная снизу линиями ликвидуса аbс, представляют собой жидкую смесь обоих компонентов. Область В – смесь жидкости и твердого раствора КNО₃ в NаNО₃. Состав фаз определяется положением ноды, проведенной от одной границы до другой.

Молярная доля, % КNO₃

Рис. 3. Диаграмма плавкости системы КNО₃ - NаNО₃ при давлении 1 бар