ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы РТ — Х-диаграммы двухкомпонентных систем из "Теоретические основы процессов переработки металлургического сырья " Для двухкомпонентных систем независимыми переменными являются давление р, температура Т и состав системы х. Для описания соотношений между этими параметрами необходимо руководствоваться первым законом Коновалова пар относительно богаче тем компонентом, прибавление которого к системе вызывает повышение общего давления пара (при фиксированной температуре) или понижение температуры кипения (при фиксированном давлении). В водно-солевых системах давление пара соли очень мало по сравнению с давлением водяного пара, поэтому обычно говорят о давлении пара воды над раствором. [c.70] В случае неидеальных растворов закон Рауля применим к компонентам, мольная доля которых в растворе приближается к единице. [c.71] Система из ненасыщенного раствора и пара дивариантна, т. е. давление пара в ней может меняться при изменении температуры и концентрации раствора. При наличии третьей фазы (например, твердой) система становится моновариантной. При этом давление пара определяется только одним параметром. Следовательно, насыщенные растворы при данной температуре имеют постоянное давление водяного пара. В соответствии с законом Коновалова добавление нелетучего компонента к воде понижает давление ее пара, поэтому давление пара над растворами всегда ниже, чем над чистой водой, и кривые давления пара для растворов лежат на графике ниже соответствующих кривых состояния воды. [c.71] Зависимость давления пара над насыщенными растворами от температуры носит сложный характер. С одной стороны, повышение температуры способствует увеличению давления пара, а с другой — повышается растворимость соли (при положительном коэффициенте растворения), что приводит к увеличению ее концентрации в растворе и соответствующему понижению давления пара. При низких температурах, когда растворимость соли мала, с повышением температуры возрастает давление водяного пара над раствором. При дальнейшем увеличении температуры начинает сказываться повышение концентрации соли в растворе и давление пара уменьшается, практически достигая нуля при температуре плавления. Поэтому зависимость давления пара насыщенных растворов от температуры представляет собой кривую с максимумом. [c.71] Подобные диаграммы указывают условия существования и сосуществования различных фаз, а также позволяют предсказать фазовые превращения, протекающие в системе, при изменении давления и температуры. Кривая ЕС на рис. 3-7 ограничивает область существования твердой соли в равновесии с паром определенным интервалом изменения давления и температуры, выше которых в равновесии с паром существуют ненасыщенные растворы. Интервал температур, при котором сосуществуют водяной пар и твердая соль, сужается по. мере повышения давления и при Ртах соответствует строго определенной температуре Гтах- При давлении больше Ртах существование соли в равновесии с паром вообще невозможно ни при каких температурах (невыпаривающиеся растворы). Интервал давлений, при котором сосуществуют твердая фаза и насыщенный водяной пар, является. максимальным при Гшах- По мере изменения температуры (снижения или повышения) этот интервал будет уменьшаться. [c.72] Таким образом, для солей с положительным температурным коэффициентом растворимости осушествляется непрерывный переход от водного раствора к безводному расплаву. При достаточно высоких температурах могут быть получены водные растворы столь высоких концентраций, что их можно рассматривать как раствор воды в расплавленной соли. [c.72] На рис. 3-7,6 и 3-11,6 приведены также зависимости давления пара от состава системы. Они показывают, что данной концентрации раствора отвечает только одно значение температуры и давления насыщенного пара. Минимальные значения давления пара соответствуют эвтектическим растворам и температурам. [c.75] Как следует из рис. 3-11, разложение кристаллогидрата происходит при определенном значении температуры и давления. Каждый кристаллогидрат может существовать в определенном интервале значений температуры и при каждой температуре ему соответствует определенное давление водяного пара, которое тем больше, чем больше число молекул воды в кристаллогидрате. Изотермическое обезвоживание кристаллогидратов происходит ступенчато, поскольку давление водяного пара будет соответствовать кристаллогидрату с наибольшим числом молекул воды до тех пор, пока он полностью не исчезнет из системы. После этого давление пара резко уменьшится, что соответствует кристаллогидрату с меньшим количеством воды. [c.75] Подобное ступенчатое обезвоживание кристаллогидратов сульфата магния показано на рис. 3-12. Постоянство давления пара при фиксированной температуре обусловлено конвариант-ностью двухкомпонентной системы при наличии в твердой фазе двух кристаллогидратов из твердой фазы делает систему мо-новариантной и при постоянной температуре давление пара начинает изменяться. [c.75] Точка с характеризует состояние системы при наличии в твердой фазе только моногидрата. При последующем добавлении воды в систему давление пара постепенно увеличится, вплоть до образования тетрагидрата сульфата магния (точка d). В системе вновь присутствуют две твердые фазы и давление пара будет соответствовать кристаллогидрату с наибольшим числом молекул воды. [c.76] Аналогично можно рассмотреть процесс обезвоживания кристаллогидратов. [c.76] Следует отметить, что превращение кристаллогидратов может задержаться несмотря на соответствующее значение давления водяного пара, т. е. претерпевающий превращения кристаллогидрат будет присутствовать в системе в качестве мета-стабильной фазы. Внесение затравки продукта превращения будет способствовать образованию равновесной формы кристаллогидрата. [c.76] Вернуться к основной статье