Построить диаграмму фазового состояния (диаграмму плавкости системы А – В) на основании данных о температуре начала кристаллизации двухкомпонентной системы, приведенных в табл.2. По диаграмме выполнить следующие задания:
1) обозначить точками: I - жидкий плав , содержащий а% вещества А при температуре Т1; II – плав, содержащий а% вещества А, находящийся в равновесии с кристаллами химического соединения; III – систему, состоящую из твердого вещества А в равновесии с расплавом, содержащим б% вещества А; IV – равновесие фаз одинакового состава; V – равновесие трех фаз;
2) определить составы химических соединений;
3) определить качественные и количественные составы эвтектик;
4) вычертить все типы кривых охлаждения, возможные в данной системе; указать, каким составам на диаграмме эти кривые соответствуют;
5) в каком физическом состоянии находятся системы, содержащие в, г, д% вещества А при температуре Т1 (см. табл.3)? Что произойдет с этими системами, если их охладить до температуры Т2;
6) определить число фаз и число термодинамических степеней свободы системы при эвтектической температуре и содержании А: а) 95 мол. %; б) 20 мол. %;
7) при какой температуре начнет отвердевать плав, содержащий в% вещества А? При какой температуре он отвердеет полностью? Каков состав первых выпавших кристаллов;
8) при какой температуре начнет плавиться сплав, содержащий г% вещества А? При какой температуре расплавится полностью? Каков состав первых капель плава;
9) вычислить теплоты плавления веществ А и В;
Какой компонент и в каком количестве выкристаллизуется, если 2 кг плава, содержащего а% вещества А, охладить от Т1 до Т2?
№ вариантов Система Состав А,
мол. % Т начала кри-сталллизации, К
3
А – KCl
B – MnCl2
0
8
15
25
34
36
38
40
50
60
65
66
75
85
100 923
895
865
715
745
722
735
747
769
731
705
701
705
925
1047
№ вар. Т1, К а б в г д
Т2, К
3 873 40 80 10 40 80 733
Нужно полное решение этой работы?
Решение
T5
T6
T3
T4
д
д1
г1
г
в2
T2
в
I
Т
время
5
A4B
5
4
4
3
3
2
2
1
1
E3
E2
E1
V2
AB
AB2
III
V3
V1
IV
II
T1
Рис. 1. Диаграмма плавкости системы KCl - MnCl2
1. На диаграмме обозначили точками: I - жидкий плав, содержащий 40% вещества А при температуре Т1 =873 К; II – плав, содержащий 40% вещества KCl, находящийся в равновесии с кристаллами химического соединения; III – систему, состоящую из твердого вещества KCl в равновесии с расплавом, содержащим 80% вещества А; IV – равновесие фаз одинакового состава; V – равновесие трех фаз.
2. Cоставы химических соединений – устойчивых: AB2 - KCl·2MnCl2; AB - KCl·MnCl2; неустойчивого: A4B - 4KCl·MnCl2.
3. Составы эвтектик:
Е1 – 25 мол.% KCl, в эвтектике в равновесии находятся три фазы: расплав, кристаллы MnCl2 и кристаллы соединения KCl·2MnCl2.
Е2 – 36 мол.% KCl, в эвтектике в равновесии находятся три фазы: расплав, кристаллы соединений KCl·2MnCl2 и KCl·MnCl2.
Е3 – 66 мол.% KCl, в эвтектике в равновесии находятся три фазы: расплав, кристаллы устойчивого соединения KCl·MnCl2 и кристаллы неустойчивого соединения 4KCl·MnCl2.
4
. Все типы кривых охлаждения, возможные в данной системе вычертили на рис. 1.
Кривая 1 – состав 100% MnCl2.
Кривая 2 – состав 10 мол.% KCl.
Кривая 3 – состав Е1 - 25 мол.% KCl.
Кривая 4 – состав соединения KCl·MnCl2 - 50 мол.% KCl.
Кривая 5 – состав 78 мол. % KCl.
5. Системы, содержащие в = 10%, г = 40%, д = 80% вещества А при температуре Т1 = 873 К.
В системе содержащей в = 10% KCl при 873 К в равновесии находятся кристаллы MnCl2 и расплав. При охлаждении этой системы до 733 К будет охлаждаться равновесная смесь кристаллов MnCl2 и расплав. При этом состав расплава будет изменятся по линии ликвидус.
При 873 К система содержащая г = 40% KCl находится в расплавлено состоянии. При ее охлаждении до Т = 747 К будет охлаждаться расплав. При 747 К из расплава будут образовываться кристаллы соединения KCl·MnCl2. Дальнейшее охлаждение этой системы до 733 К будет сопровождаться охлаждением равновесной смеси кристаллов соединения KCl·MnCl2 и расплава. При этом состав расплава будет изменяться по линии ликвидус
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
