Рассчитаем состав химических соединений.

М(Pt) = 195 г/моль;

М(Sb) = 121 г/моль.

1) Неустойчивое химическое соединение D 1.

 

По диаграмме определяем соотношение масс компонентов:

 

mPt     =   5 3  .

 

 

Рассчитываем формулу химического соединения:

m S b     47

nPt      =

mPt / M Pt      =   53 / 195  =   0, 2 7  »   2

n S b  

m S b    /  M S b  

47 / 121

0,39  3

Следовательно, формула неустойчивого химического соединения

P t 2 Sb 3.

2)Устойчивое химическое соединение D.

mPt    =   35

По диаграмме определяем соотношение масс компонентов:

 

Рассчитываем формулу химического соединения:

nPt     =  mPt   / M Pt     =   35 / 195  =   0, 1 8  »   1

 

m S b

65.

n Sb

m S b / M Sb

65 /121

0,54  3

Следовательно,  формула  устойчивого  химического  соединения

PtSb 3.

 

3. Рассмотрим процесс охлаждения расплава заданного состава.

Таблица 1

Точка   Что происходит   Ф   С Что означает число сте- пеней свободы   М 1   Охлаждение расплава   1   2 Можно менять темпера- туру и состав расплава     а Появляются первые кристаллы устойчивого химического соедине- ния D     2     1 Каждой температуре со- ответствует определен- ный состав расплава   b Начинается кристаллизация не- устойчивого химического соедине- ния D 1, ранее выпавшие кристаллы D растворяются, на кривой охла- ждения горизонтальный участок   3   0   Система инвариантна     c Продолжается кристаллизация не- устойчивого химического соедине- ния D 1 из расплава     2     1 Каждой температуре со- ответствует определен- ный состав расплава     e Одновременно кристаллизуются твер- дый раствор α и неустойчивое хими- ческое соединение D 1, на кривой охлаждения горизонтальный участок     3     0     Система инвариантна     d   Охлаждение механической смеси твердого раствора α и неустойчиво- го химического соединение D 1     2     1 Каждой температуре со- ответствует определен- ный состав твердого раствора

Р езультат рассмотрения процесса охлаждения расплава из точки М 1

 

Точка М 2 отвечает составу устойчивого (конгруэнтно плавящегося)

химического соединения D.

Таблица 2

Точка   Что происходит   Ф   С Что означает число сте- пеней свободы   М 2   Охлаждение расплава   1   2 Можно менять темпера- туру и состав расплава     f Появляются первые кристаллы устойчивого химического соединения D, на кривой охлаждения горизон- тальный участок     2     0     Система инвариантна   g Охлаждаются кристаллы устойчивого химического соединения D   1   1 Можно менять только температуру

Р езультат рассмотрения процесса охлаждения расплава из точки М 2

4. Определение соотношения масс твердой и жидкой фаз по правилу рычага.

 

 

На диаграмме состояния поставим точку Р, соответствующую температуре 800ºС и 80 масс.% Sb. В точке Р в равновесии находятся кристаллы устойчивого химического соединения D и расплав. Опреде- лим соотношение между фазами по правилу рычага:

   mD      =   g 2 - g 0   =  l 2   =   93 - 80  =  13

m расплава

g 0  -  g 1

l 1    80 - 65  15

Из условия задачи следует, что

m D   +  m ра с п л а в а   = 500 г.

Решаем совместно систему двух уравнений:

m D   = 500 - m р

500 - m p    =   13  ;

m р            15

15 × (500 - m р) = 13 × m p

6500 - 15 × m р   = 13 × m p

6500 = 28 × m p

m p аа с п л а в а = 232 г

m D   = 500 - 232 = 267 г

Таким образом, из 500 г первоначального состава масса расплава составит 232 г, а масса кристаллов химического соединения D 267 г.

Задачи для самостоятельного решения

 

 

На приведенной диаграмме состояния системы (номер рисунка на диаграмме соответствует номеру варианта):

1.  Указать смысл всех полей, линий и характерных точек.

2.  Рассчитать формулы химических соединений.

3.  Рассмотреть процесс  охлаждения  расплава, заданного  точками

М 1   и М 2   (определить, что происходит в данной  точке, определить число фаз и число степеней свободы в точке). Результаты представить в виде таблицы.

4.  Построить кривые охлаждения из точек М 1 и М 2.

5.  Определить соотношение фаз по правилу рычага при заданных

температуре и составе системы.

6.  При заданных температуре и составе системы рассчитать массы равновесных фаз, полученных из 500 г первоначального состава.

 

№ рисунка	Система	Температура, ºС	Состав
1	Li – Sn	400	60 мол.%Sn
2	Bi – Te	400	40 масс.%Te
3	Mg – Pb	800	30 масс.%Pb
4	Mg – Ca	600	40 масс.% Ca
5	CaF2 – CaCl2	1000	30 мол.% CaF2
6	CuCl – CaCl2	700	80 мол.% CaCl2
7	Na – K	0	90 мол.% К
8	Au – Pb	600	20 мол.%Pb
9	KBr – CuBr	400	30 мол.% CuBr2
10	Cu – As	800	10 масс.% As
11	Cu – Mg	600	90 масс.% Mg
12	K – Sb	600	20 мол.%Sb
13	SiO2 – Bi2O3	1000	20 мол.%SiO2
14	NaF – AlF3	900	30 мол.%AlF3
15	MgSO4 – Na2SO4	1000	90 масс.%
16	Li – Sn	400	60 масс.% Sn
17	Fe – P.	1200	20 масс.% P
18	Hg – Cd	200	60 масс.% Cd
19	Fe – Sb	800	60 масс.% Sb
20	Mg – Pb	500	40 масс.% Pb
21	Fe – Zr	1600	60 масс.% Zr
22	CaO – Al2O3	1800	80 масс.% Al2O3
23	Mg – Zn	500	20 масс.% Zn
24	PbO – SiO2	750	20 масс.% SiO2
25	SiO2– MgO	2000	80 масс.% MgO
26	SiO2–CaO	1800	20 масс.% CaO
27	SrO –SiO2	1300	80 масс.% SiO2
28	Mg –Pr	600	80 масс.% Pr
29	MnO –SiO2.	1600	80 масс.% SiO2
30	Na –Tl	100	70 масс.% Tl

 

 

69

Рис.1. Диаграмма состояния Li – Sn.

 

Рис.2. Диаграмма состояния Bi – Te.

 

Рис. 3. Диаграмма состояния Mg – Pb

 

 

Рис.4. Диаграмма состояния Mg – Ca

Рис.5. Диаграмма состояния CaF2 – CaCl2.

 

Рис.6. Диаграмма состояния CuCl – CaCl2

Рис.7. Диаграмма состояния Na – K.

 

Рис.8. Диаграмма состояния Au – Pb.

Рис.9. Диаграмма состояния KBr – CuBr.

 

 

Рис.10. Диаграмма состояния Cu – As.

 

74

Рис.11. Диаграмма состояния Cu – Mg.

 

Рис.12. Диаграмма состояния K – Sb.

Рис.13. Диаграмма состояния SiO2 – Bi2O3.

 

Рис.14. Диаграмма состояния NaF – AlF3.

 

Рис.15. Диаграмма состояния MgSO4 – Na2SO4.

 

Рис.16. Диаграмма состояния Li – Sn.

Рис.17. Диаграмма состояния Fe – P.

 

Рис.18. Диаграмма состояния Hg – Cd.

 

78

 

Рис.19. Диаграмма состояния Fe – Sb.

 

Рис.20. Диаграмма состояния Mg – Pb.

Рис.21. Диаграмма состояния Fe – Zr.

 

Рис.22. Диаграмма состояния CaO – Al2O3.

Рис.23. Диаграмма состояния Mg – Zn.

 

Рис.24. Диаграмма состояния PbO – SiO2.

Рис.25. Диаграмма состояния SiO2 – MgO.

 

Рис.26. Диаграмма состояния SiO2– CaO.

 

Рис.27. Диаграмма состояния SrO – SiO2.

 

Рис.28. Диаграмма состояния Mg – Pr.

Рис.29. Диаграмма состояния MnO – SiO2.

 

 

Рис.30. Диаграмма состояния Na – Tl.

РАСТВОРЫ