Системы, компоненты которых образуют устойчивые химические соединения

Рассмотрим систему, компоненты которой неограниченно растворимы друг в друге в жидком состоянии, нерастворимы в твердом состоянии и образуют между собой химическое соединение. Если это соединение термически устойчиво, т.е. при плавлении не разлагается, то кривая его охлаждения подобна кривой охлаждения чистого вещества (рис.4.8а). Диаграмма состояния такой системы представлена на рис.4.9. Точка F на диаграмме соответствует температуре плавления химического соединения А_mВ_n. Диаграмма состоит как бы из двух диаграмм, подобных изображенной на рис.4.7. Каждая из частей диаграммы имеет свою точку эвтектики. Точка Е₁ отвечает эвтектической смеси, состоящей из кристаллов вещества А и химического соединения, а точка Е₂ - эвтектической смеси химического соединения и компонента В. На диаграмме можно выделить следующие области:

Т m P I D С m1 F II r1 r2 III r P1 V M E1 P IV E2 Q   A VI VII VIII IX B 0 wB Рис.4.9. Диаграмма состояния системы, компоненты которой образуют химическое соединение

I - гомогенная система, содержащая оба компонента в жидкой фазе.

II - гетерогенная система, состоящая из кристаллов А и жидкого раствора обоих компонентов.

III,IV - гетерогенные системы, состоящие из кристаллов химического соединения и жидкого раствора.

V - гетерогенная система - кристаллы компонента В и раствор.

VI - твердая эвтектическая смесь, содержащая кристаллы А и химического соединения и избыток кристаллов А.

VII - твердая эвтектическая смесь АmВn с А и избыток кристаллов АmВn.

VIII-твердая эвтектическая смесь, содержащая кристаллы химического соединения и компонента В и избыток химического соединения.

IX - та же смесь и избыток кристаллов компонента В.

При охлаждении жидкого раствора, состав которого определяется точкой m, при температуре, определяемой точкой m₁ начнется кристаллизация вещества А. Если же взять смесь Р, то при понижении температуры до Р₁ начнут выпадать кристаллы химического соединения. Точка r относится к гетерогенной системе, состоящей из раствора состава r₁ и кристаллов химического соединения (точка r₂). Относительные количества указанных фаз могут быть найдены по правилу рычага:

m_ж / m_тв = rr₂ / rr₁

Число степеней свободы в точке F равно нулю, т.к. для этой точки существует математическое уравнение, связывающее концентрации компонентов, а именно: на m моль А приходится n моль В и число неза­висимых компонентов равно 1. Итак: С=1-2+1=0. Таким образом, на данной диаграмме имеется 5 точек, соответст-вующих нонвариантным системам: это точки С, Д, Е₁, Е₂ и F.