termodynamika równowag fazowych w układach … · azeotropia azeotropia ujemna: roztwór wykazuje...
TRANSCRIPT
3.3.1. Równowaga ciecz-para: skład pary nad roztworem,
prawo Roulta, Henry’ego, destylacja baryczna oraz
termiczna
3.3.2. Równowaga ciecz-ciecz
3.3.3. Równowaga ciecz-ciało stałe
Termodynamika równowag fazowych w układach
dwuskładnikowych
Układy dwuskładnikowe
Liczba stopni swobody układu dwuskładnikowego wynosi 4smaksymalna liczba współistniejących faz 4max
Mieszaniny dwuskładnikowe:
Roztwory gazowe: gaz+gaz
Roztwory ciekłe: gaz+ciecz, ciecz+ciecz, ciało stałe+ciecz
Stopy: ciało stałe+ciało stałe, ciecz+ciało stałe, gaz+ciało stałe
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 23.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
• Obie fazy są
mieszaninami
dwuskładowymi
• x A, x B ułamki molowe
składników w fazie
ciekłej.
• y A, y B ułamki molowe
składników w fazie lotnej.
• p A, p B ciśnienia parcjalne
par.
Równowagi ciecz-para
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 33.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Octan etylu w roztworze
bezwodnika kwasu octowego
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Xoctan etylu
p /
torr
Skład
cieczy
prężność
pary nad
roztworem
pcałkowite
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
p /
torr
pbezw.kw.octowego
Poctan etylu
pcałkowite
Octan etylu w roztworze
bezwodnika kwasu octowego
Xoctan etylu
prężność
pary nad
roztworem
prężność
parcjalna
prężność
parcjalna
n-pentan w roztworze
octanu metylu
0
100
200
300
400
500
600
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
p /
torr
xpentan
Skład
cieczy
prężność
pary nad
roztworem
0
100
200
300
400
500
600
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
xpentan
p /
torr
poctan metylu
ppentan
pcałkowite
n-pentan w roztworze
octanu metyluprężność
pary nad
roztworem
prężność
parcjalna
prężność
parcjalna
Skład
cieczy
Skład
cieczy
Prężność pary nad roztworem
Dla doskonałych faz gazowych i ciekłych:
gc
11
gc
22
p
pRTpTxRTpT 1
111 ln,ln,
p
pRTTxRTpT 1
222 lnln,
TKxp
p11
1 lnlnln
TK
RT
pTpT1
11 ln,,
TKxp
p11
1 lnlnln
TKxp
p11
1
Równowaga: CIECZ - PARA
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 83.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
1
0
22
0
22
1
0
11
1 xTpxTpp
xTpp
Powyższe wyrażenia przedstawiają prawo Raoulta, opisujące
równowagę parowania roztworu doskonałego. Prawo to wyraża
przewidywany przez regułę faz związek między zmiennymi T, x1
(zmienne niezależne) a p1 i p2 (zmienne zależne)
Prężność pary nad roztworem
Prawo Raoulta
Z prawa Raoulta wynika, że w stałej temperaturze ciśnienia cząstkowe
składników nad roztworem są liniowymi funkcjami ułamków molowych
składników w roztworze.
Równowaga: CIECZ - PARA
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 93.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Prawo Raoulta Prężności cząstkowe składników
i całkowite ciśnienie pary
nasyconej nad roztworem
doskonałym n-heptan-
cykloheksan jako funkcja ułamka
molowego cykloheksanu w
roztworze, w stałej temperaturze
Prawo Raoulta jest słuszne:dla nieelektrolitów. W wyniku rozpuszczenia nie może zachodzić żadna forma zmian
liczby cząsteczek, np. dysocjacja, czyli zwiększanie lub asocjacja, czyli zmniejszany
liczby cząsteczek substancji rozpuszczonej, gdy rozpuszczaniu ulega substancja
nielotna, dla roztworów rozcieńczonych, gdy oddziaływania międzycząsteczkowe
w roztworze są małe.
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 103.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Ciepło mieszania idealnych
składników
0
lnln
lnln
)( **
mieszmieszmiesz
BBAA
p
mieszmiesz
BBAA
BBAABBAAmiesz
STGH
xRnxRnT
GS
xRTnxRTn
nnnnG
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 113.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Molekularne podstawy
roztworów idealnych
• W czystym ciekłym składniku A,
możliwe są jedynie oddziaływania
typu: A-A
• W czystym ciekłym składniku B,
możliwe są jedynie oddziaływania
typu: B-B
• W roztworze możliwe są
dodatkowo oddziaływania A-B
Hmiesz= 0 oznacza, że wszystkie
oddziaływania są jednakowe.
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 123.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Dla rozcieńczonych niedoskonałych faz gazowych i ciekłych:
W przypadku roztworów rozcieńczonych można wyprowadzić wzory:
Prawo Henry’ego
iii xTKp
222 xTKp
1
0
11 xpp
222 xTKp
2
0
21 xpp
Rozcieńczony roztwór 1 w 2 Rozcieńczony roztwór 2 w 1
Substancja
rozpuszczona
Rozpuszczalnik
Zapis ten przedstawia prawo Henry'ego.
W układzie złożonym z roztworu idealnego rozcieńczonego i pary nad tym
roztworem, zachowującej się jak gaz doskonały, prawo Raoulta stosuje się
do rozpuszczalnika, prawo Henry'ego zaś — do substancji rozpuszczonej.
Równowaga: CIECZ - PARA
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 133.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Prężności cząstkowe
i całkowite ciśnienie
pary nasyconej nad
roztworem etanol-
aceton w stałej
temperaturze (linie
ciągłe);
- - prężności cząstkowe
według prawa Raoulta,
- • - • - prężności
cząstkowe według
prawa Henry’go
Prawo Henry’ego
0
500
1000
1500
2000
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
Prawo Henriego
prawo Raoulta
K
p*
xpentan
p /
torr
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 153.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Benzen – Toluen
Układ idealny spełnia
prawo Raoulta,
Aceton – Disiarczek węgla
Układ wykazuje dodatnie
odchylenia od prawa Raoulta
Chloroform – Aceton
Układ wykazuje ujemne
odchylenia od prawa
Raoulta
Zachowanie się układów rzeczywistych
Przeanalizuj typy oddziaływań w poniższych układach
atermiczny
proces mieszania
endotermiczny
proces mieszania
egzotermiczny
proces mieszania
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 163.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Równowaga: CIECZ - PARA
Krzywa rosy pokazuje zależność prężności pary nasyconej P od jej składu
Krzywa wrzenia pokazuje zależność prężności pary nasyconej P od składu
cieczy, z jest w równowadzeWykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 173.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Przykłady krzywych rosy i wrzenia w układach rzeczywistych
Równowaga: CIECZ - PARA
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 183.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Destylacja izotermiczna i izobaryczna.
Ułamek molowy cykloheksanu w parze (y)
jako funkcja ułamka molowego w cieczy
(x), dla układu doskonałego:
n-heptan-cykloheksan
Ciśnienie pary nasyconej nad roztworem
doskonałym w-heptan-cykloheksan jako
funkcja ułamka molowego cykloheksanu
w cieczy (linia ciągła) i w parze (linia
przerywana)
Równowaga: CIECZ - PARA
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 193.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Temperatura równowagi
cieczy i pary w układzie
n-heptan-cykloheksan jako
funkcja ułamka molowego
cykloheksanu w cieczy
(linia ciągła) i w parze (linia
przerywana)
Destylacja izotermiczna i izobaryczna.
Równowaga: CIECZ - PARA
Rektyfikacja – destylacja wielokrotna Równowaga: CIECZ - PARA
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 213.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
AzeotropiaPrzypadek dodatniej azeotropii. Izotermy
rosy (linia przerywana) i wrzenia (linia
ciągła) w układzie benzen-metanol;
Przypadek dodatniej azeotropii. Izobary
rosy (linia przerywana) i wrzenia (linia
ciągła) w układzie benzen-metanol
Równowaga: CIECZ - PARA
Az – punkt azeotropowy
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 223.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Przypadek ujemnej azeotropii.
Izotermy rosy (linia przerywana)
i wrzenia (linia ciągła) w układzie
woda-kwas azotowy
Przypadek ujemnej azeotropii.
Izobary rosy (linia przerywana)
i wrzenia (linia ciągła) w układzie
woda-kwas azotowy
Azeotropia Równowaga: CIECZ - PARA
azeotropia dodatnia: roztwór wykazuje maksymalną prężność pary w danej temperaturze.
dodatnie azeotropy wykazują niższą temperaturę wrzenia niż jakikolwiek
inny roztwór danych składników pod tym samym ciśnieniem, a więc
izobara wrzenia wykazuje dla składu azeotropowego minimum.
związana jest z dodatnimi odchyleniami od prawa Raoulta.
występuje częściej np. w układach: woda-etanol, benzen-metanol,
benzen-etanol, benzen-czterochlorek węgla, czterochlorek węgla-metanol.
Azeotropia
azeotropia ujemna:roztwór wykazuje minimalną prężność pary, niższą od prężności pary
czystego, mniej lotnego składnika w tej samej temperaturze.
Azeotrop ujemny wykazuje maksimum temperatury wrzenia.
Azeotropia ujemna związana jest z ujemnymi odchyleniami od prawa
Raoulta
Ujemne azeotropy tworzą: aceton-chloroform, woda-kwas azotowy,
woda-chlorowodór.
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 243.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Problem:Czy możliwe jest rozdzielnie składników równomolowej mieszaniny n-heptan –
benzen za pomocą destylacji termicznej?
W celu odpowiedzi na pytanie należy wyznaczyć krzywe składu pary
w równowadze z cieczą w układzie dwuskładnikowym.
Zestaw destylacyjny dla wyznaczania
składu pary i cieczy dwóch cieczy
o zupełnej mieszalności.
1 - gumka aspiracyjna,
2 - pipeta,
3 - termometr,
4 - rurka wewnętrzna,
5 - chłodnica,
6 - syfon,
7 - kolba,
8 grzejnik elektryczny
Skład fazy ciekłej (kolba) oraz fazy
gazowej (destylat) można wyznaczyć
przez pomiar współczynnika załamania
światła na refraktometrze Abbego.
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 253.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 263.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Zależność
współczynnika
załamania światła
od składu dla układu
n-heptan-benzen
Temperatury wrzenia i składy ciecz-
para w układzie n-heptan-benzen
Diagram fazowy
ciecz-para w układzie
n-heptan-benzen
Wniosek:
Wyniki pomiarów temperatury wrzenia
fazy ciekłej n-heptan-benzen oraz
składy cieczy i pozostającej z nią
w równowadze fazy gazowej (destylat)
sugerują, że mieszaninę można
rozdzielić za pomocą destylacji
frakcyjnej.
Rozpuszczalność wzajemna dwóch cieczy
mieszające się niemieszające się
mmm STHG Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 273.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
mmm STHG dwie ciecze doskonałe zawsze mieszają się nieograniczenie, gdyż:
000 mmm GSiH
gdy wzajemnemu rozpuszczaniu towarzyszy efekt cieplny to:
00 mm SiH
znak entalpii swobodnej mieszania może być dodatni.
Rozpuszczalność wzajemna dwóch cieczy Równowaga: CIECZ - CIECZ
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 283.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Możliwe przypadki rozpuszczalności dwóch cieczy.
furfural i woda n-propyloamina i woda 2,6-dimetylopirydyna i woda
GKRT – punkt homogenizacji w górnej krytycznej temperaturze rozpuszczalności
DKRT – punkt homogenizacji w dolnej krytycznej temperaturze rozpuszczalności
Rozpuszczalność wzajemna dwóch cieczy Równowaga: CIECZ - CIECZ
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 293.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Obliczanie składu warstw ciekłych
Rozpuszczalność wzajemna dwóch cieczy
Względne ilości dwóch warstw ciekłych:
21 mmm m – masa układu dwufazowego
m1, m2 - masy rozdzielających się faz
x1, x2 – ułamek masowy składnika A
w fazach 1 oraz 2
Masa składnika A:
1
2
2
1
xx
xx
m
m
Stąd:
2211 mxmxmx
Masa układu dwufazowego
Równowaga: CIECZ - CIECZ
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 303.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
W temperaturze 290K sporządzono
mieszaninę zawierającą 50g
heksanu oraz 50 g nitrobenzenu.
a. Jaki będzie skąd każdej z faz
wyrażony w stosunkach wagowych?
b. Do jakiej temperatury należy
ogrzać próbkę, aby układ stał się
jednofazowy?
735.041.0
41.083.0
l
l
n
n
0.830.41
W układzie jest siedem razy więcej
fazy bogatej w nitrobenzen aniżeli
fazy bogatej w heksan
50g heksanu = 0.59 mola
50 g nitrobenzenu = 0.41 mola
Rozpuszczalność wzajemna dwóch cieczy Równowaga: CIECZ - CIECZ
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 313.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Destylacja cieczy wykazujących
ograniczoną mieszalność
→ Niewielka część składnika A rozpuszcza się
w składniku B oraz niewielka część składnika B
rozpuszcza się w składniku A. Przykładowo oktan –
woda.
→ Całkowita prężność pary jest sumą prężności
składników: p=pA+pB. Ciecz wrze, gdy ta wartość
osiągnie ciśnienie zewnętrzne. Dlatego destylacja
odbywa się w temperaturze niższej niż izolowanych
cieczy (prężności sumują się).
→ Wrzenie wywołuje gwałtowne mieszanie
uwalniając pary z obu faz.
→ Wykorzystuje się do destylacji z parą wodną
substancji wrażliwych na temperaturę.
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 323.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
xA
T
dwie fazy ciekłe
jedna faza ciekła
faza lotna
ciecz+para
zA
Destylacja cieczy wykazujących
ograniczoną mieszalność
Przypadek odpowiadający
sytuacji, gdy górna
krytyczna temperatura
mieszalności jest niższa
od temperatury wrzenia
składników.
ciecz+para
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 333.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Przypadek odpowiadający
sytuacji, gdy górna krytyczna
temperatura mieszalności jest
wyższa od temperatury wrzenia
składników, tzn. ciecz wrze
zanim składniki osiągną
całkowita mieszalność.
Destylacja cieczy wykazujących
ograniczoną mieszalność
Destylat fazy o składzie a1 będzie
układem dwuwarstwowym o
składzie określonym przez punkt b3,
a poszczególne fazy mają skład
wyznaczony przez punkty b3’ oraz
b3’’.
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 343.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Roztwory nieidealne
Układy dwuskładnikowe Równowaga: CIAŁO STAŁE - CIECZ
Roztwory idealne
Metodą analizy termicznej
wyznaczyć krzywe topnienia
w układzie dwóch ciał stałych z nie-
lub ograniczoną rozpuszczalnością.
Powyżej linii liquidus
– układ jednofazowy ciekły
Na linii liquidus
- układ dwufazowy: ciecz+ciało stałe
W punkcie eutektycznym
- Układ trójfazowy: ciecz + dwie fazy
stałe
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 353.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Izopleta – krzywa
odpowiadająca składowi
mieszaniny eutektycznej
a1→a2: układ staje się
dwufazowy, zaczyna się
wytrącać czysta substancja
B, faza ciekła wzbogacana
jest w składnik A
a2→a3: zwiększanie
ilościowe faz (skład fazy
ciekłej określony jest przez
punkt b3)
a3→a4: osiągnięcie izoplety –
skład fazy ciekłej i stałe stają
się identyczne
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 363.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
ciecz
ciecz
ciecz
kryształ
Układ eutektyczny prosty doskonały
Analiza termiczna (krzywe chłodzenia)
350
400
450
500
550
600
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
xB
T/K
A B
T*A
T*B
TE
350
400
450
500
550
600
0 250 500 750 1000
Czas/s
T/K
Czysty składnik A
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 373.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Czysty składnik B
350
400
450
500
550
600
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
xB
T/K
A B
T*A
T*B
TE
350
400
450
500
550
600
0 250 500 750 1000
Czas/s
T/K
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 383.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Układ eutektyczny prosty doskonały
Analiza termiczna (krzywe chłodzenia)
Roztwór xB = 0,250
350
400
450
500
550
600
0 250 500 750 1000
Czas/s
T/K
Roztwór o składzie eutektycznym A(s) + B(s)
350
400
450
500
550
600
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
xB
T/K
A B
T*A
T*B
TE
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 393.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Układ eutektyczny prosty doskonały
Analiza termiczna (krzywe chłodzenia)
Układ eutektyczny prosty doskonały....
Analiza termiczna (krzywe chłodzenia)...
Roztwór xB = 0,750
350
400
450
500
550
600
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
xB
T/K
A B
T*A
T*B
TE
350
400
450
500
550
600
0 250 500 750 1000
Czas/s
T/K
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 403.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Układ eutektyczny prosty doskonały....
Analiza termiczna (krzywe chłodzenia)...
Roztwór xB = 0,500
350
400
450
500
550
600
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
xB
T/K
A B
T*A
T*B
TE
350
400
450
500
550
600
0 250 500 750 1000
Czas/s
T/K
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 413.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Układ eutektyczny prosty doskonały....
Analiza termiczna (krzywe chłodzenia)...
Roztwór eutektyczny xB = 0,4016
350
400
450
500
550
600
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
xB
T/K
A B
T*A
T*B
TE
350
400
450
500
550
600
0 250 500 750 1000
Czas/s
T/K
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 423.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Opis termodynamiczny układów dwuskładnikowych
Przykład:
Układ dwuskładnikowy naftalen-benzen
Równowaga: CIAŁO STAŁE - CIECZ
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 433.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
krzywe ostygania
Układy dwuskładnikowe – krzywe ostygania
Na krzywych ostygania czystych składników obserwuje się brak zmian temperatury
układu w ich temperaturach topnienia.
Liczba stopni swobody w temperaturze topnienia czystego składnika jest równa
zeru, gdyż s = 1 - 2 + 1 = 0.
Przy składach 2 i 3 mamy w obszarze temperatur 2'2" i 3'3" jeden stopień swobody -
na krzywych ostygania pojawiają się załamania związane z początkiem (punkty 2' i 3') oraz końcem procesu krystalizacji (punkty 2" i 3").
W tych przedziałach temperatur skład fazy ciekłej zmienia się wzdłuż krzywej
liquidusu, zaś fazy stałej wzdłuż solidus.
Przypadek nieograniczonej mieszalności faz stałych
krzywe ostyganiadiagram fazowy
Krzywe ostygania 1 i 3, odpowiadające czystemu układowi A i mieszaninie eutektycznej E, posiadającym zero
stopni swobody w punktach topnienia (odcinki 1'1" i 3'3").
Pierwsze załamanie krzywej 2 następuje w punkcie 2', w którym pojawiają się pierwsze kryształy fazy 2,
o składzie podanym na krzywej solidus w tej temperaturze. W procesie krystalizacji ciekły roztwór wzbogaca się
stopniowo w składnik B i po osiągnięciu składu eutektycznego E (punkt 2''') - pozostała część cieczy zastyga już
w stałej temperaturze, jako mieszanina eutektyczna.
Dla krzywej 4 pierwsze załamanie krzywej ostygania pojawia się w punkcie 4’, w którym rozpoczyna się
krystalizacja roztworu stałego. Ostatnie krople cieczy znikają w punkcie 4", nie osiągając składu mieszaniny
eutektycznej. W przedziale temperatur 4'4", stygnie stop o takim samym składzie jak ciecz wyjściowa. W punkcie
4" na skutek znacznego obniżenia temperatury zmniejsza się rozpuszczalność A w B i ze stopu zaczynają się
wydzielać kryształy fazy a. Jest to przyczyną pojawienia się ostatniego załamania w punkcie 4".
Przypadek ograniczonej mieszalności faz stałych
krzywe
ostygania
diagram fazowy
α - pierwsza faza stała
β - druga faza stała
Jaka jest liczba stopni
swobody: s=α-β+2
w punktach 1’, 2’, 3’ ?
Układy dwuskładnikowe – krzywe ostygania
Układ eutektyczny prosty
Zastosowania:
•Stopy lutownicze dla potrzeb elektroniki (Pb - Sn - Cd)
•Niskotopliwe stopy eutektyczne (wieloskładnikowe);
Ttop < 100oC - samoczynne bezpieczniki przeciwpożarowe.
•Płyny niezamarzające do chłodnic samochodowych
(1,2 - etanodiol - woda; tE = -40oC)
•Walka z gołoledzią (NaCl - woda : tE = -21oC; CaCl2 - woda :
tE = -50oC)
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 463.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych
Układy dwuskładnikowe
Przykład oczyszczania metodą frakcyjnej krystalizacji
Wykład z Chemii Fizycznej str. 3.3 / 473.3. Termodynamika układów dwuskładnikowych