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文檔簡介
1第五章
相平衡相圖繪制及其應(yīng)用2相圖繪制及其應(yīng)用具有簡單低共熔混合物系統(tǒng)的相圖對于固液平衡體系相圖:定壓T-x
圖繪制熱分析法:熔點隨組成的變化,用于合金系。溶解度法:溶解度隨溫度的變化,用于水鹽系;熱分析法(1)配制樣品系列;(2)使樣品熔融;(3)繪制冷卻曲線:溫度-時間曲線;(4)根據(jù)冷卻曲線繪制相圖;熱分析法繪制低共熔相圖基本原理:二組分體系,指定壓力不變,雙變量體系單變量體系無變量體系首先將二組分體系加熱熔化,記錄冷卻過程中溫度隨時間的變化曲線,即步冷曲線(coolingcurve)。當(dāng)體系有新相凝聚,放出相變熱,步冷曲線的斜率改變, ,出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點;相平衡階段 ,出現(xiàn)水平線段。據(jù)此在T-x圖上標(biāo)出對應(yīng)的位置,得到低共熔T-x圖。純Bi的步冷曲線1.加熱到a點,Bi全部熔化2.冷至A點,固體Bi開始析出溫度可以下降溫度不能改變,為Bi熔點3.全部變?yōu)楣腆wBi后溫度又可以下降純Cd步冷曲線與之相同1.加熱到b點,Bi-Cd全部熔化2.冷至C點,固體Bi開始析出溫度可以下降,組成也可變溫度可以下降3.D點固體Bi、Cd同時析出溫度不能改變的步冷曲線4.熔液消失,Bi和Cd共存溫度又可下降1.加熱到c點,Bi、Cd全部熔化2.冷至E點,Bi和Cd同時析出溫度可以下降,組成也可變溫度不能改變的步冷曲線3.熔液消失,Bi和Cd共存溫度又可下降1.標(biāo)出純Bi和純Cd的熔點2.標(biāo)出過程轉(zhuǎn)折點3.標(biāo)出過程低共熔點10合金系——熱分析法繪制相圖(1)形成簡單低共熔混合物T/℃
t/minBiCdT/℃wCd①271271A⑤323323H②T1144144④T2③EMNBi-Cd合金相圖——簡單低共熔混合物Bi-Cd合金冷卻曲線4.完成Bi-CdT-x相圖將A,C,E點連接,得到Bi(s)與熔液兩相共存的液相組成線;將H,F,E點連接,得到Cd(s)與熔液兩相共存的液相組成線;將D,E,G點連接,得到Bi(s),Cd(s)與熔液共存的三相線;熔液的組成由E點表示。這樣就得到了Bi-Cd的T-x圖。
圖上有4個相區(qū):1.AEH線之上,熔液(l)單相區(qū),2.ABE之內(nèi),Bi(s)+l兩相區(qū),3.HEM之內(nèi),Cd(s)+l兩相區(qū),4.BEM線以下,Bi(s)+Cd(s)兩相區(qū),有三條多相平衡曲線1.ACE線,Bi(s)+l共存時,熔液組成線。2.HFE線,Cd(s)+l共存時,熔液組成線。3.BEM線,Bi(s)+Cd(s)+l三相平衡線,三個相的組成分別由B,E,M三個點表示。有三個特殊點:因為E點溫度均低于A點和H點的溫度,稱為低共熔點(eutecticpoint)。在該點析出的混合物稱為低共熔混合物(eutecticmixture)。它不是化合物,由兩相組成,只是混合得非常均勻。E點的溫度會隨外壓的改變而改變,在這T-x圖上,E點僅是某一壓力下的一個截點。
與Bi-Cd體系相圖類似的還有Ag-Si體系,NaCl-PbCl2體系,PbF2-PbCl2體系,PbF2-PbO體系,Na3AlF6-Al2O3體系等.
溶解度法繪制水-鹽相圖圖中有四個相區(qū):LAN以上,溶液單相區(qū)LAB之內(nèi),冰+溶液兩相區(qū)
NAC以上, 和溶液兩相區(qū)BAC線以下,冰與 兩相區(qū)繪制出水-鹽的T-x圖。圖中有三條曲線:LA線冰+溶液兩相共存時,溶液的組成曲線,也稱為冰點下降曲線。AN線 +溶液兩相共存時,溶液的組成曲線,也稱為鹽的飽和溶度曲線。BAC線冰+ +溶液三相共存線。圖中有兩個特殊點:L點冰的熔點。鹽的熔點極高,受溶解度和水的沸點限制,在圖上無法標(biāo)出。A點冰+ +溶液三相共存點。溶液組成在A點以左者冷卻,先析出冰;在A點以右者冷卻,先析出 。結(jié)晶法精制鹽類例如,將粗 鹽精制。首先將粗鹽溶解,加溫至353K,濾去不溶性雜質(zhì),設(shè)這時物系點為S。冷卻至Q點,有精鹽析出。繼續(xù)降溫至R點(R點盡可能接近三相線,但要防止冰同時析出),過濾,得到純 晶體,濾液濃度相當(dāng)于y點。母液中的可溶性雜質(zhì)過一段時間要作處理,或換新溶劑。再升溫至O點,加入粗鹽,濾去固體雜質(zhì),使物系點移到S點,再冷卻,如此重復(fù),將粗鹽精制成精鹽。水-鹽冷凍液在化工生產(chǎn)和科學(xué)研究中常要用到低溫浴,配制合適的水-鹽體系,可以得到不同的低溫冷凍液。例如:水鹽體系低共熔溫度252K218K262.5K257.8K在冬天,為防止路面結(jié)冰,撒上鹽,實際用的就是冰點下降原理。22硫酸運送(生成相合熔點化合物系統(tǒng))
與 能形成三種穩(wěn)定的水合物
0.98濃純硫酸的熔點,在273K左右
E4點是一水化合物與純硫酸的低共熔點,在235K。
冬季用管道運送硫酸的濃度為0.93左右正負(fù)Weston標(biāo)準(zhǔn)電池結(jié)構(gòu)簡圖韋斯頓標(biāo)準(zhǔn)電池Weston標(biāo)準(zhǔn)電池的反應(yīng)負(fù)極正極凈反應(yīng)中鎘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)298.15K時RT韋斯頓標(biāo)準(zhǔn)電池(固態(tài)部分互溶系統(tǒng))
為什么在定溫度下,含Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.
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