07 ФД - Фазовые диаграммы состояния - Задание. Построение фазовой диаграммы состояния системы дифениламин нафталин методом термического анализа
 Скачать 148.38 Kb.
|
|
1 Построение фазовой диаграммы состояния системы “дифениламин – нафталин” методом термического анализа Сплавами называют сложные вещества, полученные сплавлением нескольких элементов. При изменении температуры и концентрации компонентов в сплавах в этих словах происходит существенные фазовые и структурные изменения, которые можно наглядно проследить с помощью диаграмм состояния, представляющих собой графическое изображение состояния сплавов. Диаграммы состояния обычно строят экспериментально. Общие закономерности сосуществования равновесных фаз определяются правилом фаз Гиббса: С=К+Р-Ф, где С – число степеней свободы, К – число компонентов, Ф – число фаз. Для металлических сплавов внешним фактором является только температура, т.е. Р=1, С=К+1-Ф. В работе необходимо: • Построить кривые охлаждения для смесей дифениламина и нафталина с различным соотношением компонентов; • Провести анализа построенных кривых охлаждения и определить температуры фазовых переходов для исследованных смесей; • Построить фазовую диаграмму состояния системы “дифениламин – нафталин” по полученным экспериментальным данным; • Провести полный анализа построенной диаграммы: расставить фазы, рассчитать число степеней свободы в 5 точках диаграммы состояний (на линии солидус, ликвидус, при температуре плавления нафталина и дифениламина, • Рассчитать значения активностей нафталина для сплавов, содержащих 90,70,50% нафталина и теплоту плавления дифениламина. Изучали комплект из 11 ампул, содержащих смеси дифениламина и нафталина различного состава (от 10 до 90 масс. %), а также ампулы с чистым дифениламином и чистым нафталином. Каждую ампулу охлаждали от температуры жидкого состояния до температуры затвердевания. Температуру записывали через 1 минуту. Полученные значения температур приведены в таблице 1 2 Таблица 1 Изменение температуры от времени при охлаждении сплавов Температура для ампулы № № измерения 0% Нафта- лина 10% Нафта- лина 20% Нафта- лина 30% Нафта- лина 40% Нафта- лина 50% Нафта- лина 60% Нафта- лина 70% Нафта- лина 80% Нафта- лина 90% Нафта- лина 100% Нафта- лина 1 86,6 80,2 87,8 83,7 82,9 82,2 81,4 81,8 79,3 84,1 81,2 2 80,8 71,9 77,5 74,4 73,7 77,6 78,0 80,3 71,1 78,7 73,6 3 74,6 69,4 68,1 65,6 64,8 68,4 68,8 71,6 62,8 69,5 74,2 4 73,6 65,4 65,2 60,9 57,5 60,3 60,2 63,1 55,8 60,8 71,0 5 71,0 60,2 60,0 54,8 53,6 53,6 52,6 56,0 50,1 53,9 63,4 6 64,1 55,0 55,1 50,1 49,3 47,9 46,8 50,2 45,5 48,3 57,0 7 58,3 50,7 50,7 46,6 45,7 43,5 42,2 45,2 41,5 43,7 52,1 8 53,3 47,0 47,0 43,2 43,1 39,8 38,5 41,4 38,5 40,0 47,9 9 48,9 43,8 43,9 40,4 40,8 37,2 35,5 38,4 36,0 38,0 44,2 10 45,1 41,0 41,2 38,0 38,5 36,0 33,2 35,9 34,0 38,9 41,0 11 41,7 38,6 38,9 35,9 36,6 35,3 31,3 33,8 32,3 37,3 38,1 12 38,5 36,3 36,9 34,2 35,0 34,3 29,9 32,1 31,0 35,8 35,5 13 35,9 34,4 34,9 32,8 33,6 33,2 29,1 30,7 29,8 34,4 33,3 14 33,5 32,7 33,3 32,7 32,4 32,2 29,1 29,5 28,9 34,4 31,5 По данным таблицы 1 постройте кривые охлаждения. На основании анализа кривых охлаждения (найдите перегибы графика и температурные остановки) постройте диаграмму состояния: Дайте характеристику полученной диаграммы состояния. 3 Для систем, в которых из жидкости выделяется чистый твердый растворитель, состав жидкого сплава X i и температура начала выделения кристаллов T s связаны уравнением: ( ) s пл s пл пл T T R T T H X i − − = ln , (1) где X i – мольная доля i-го компонента; Н пл – мольная теплота плавления этого компонента; Т пл – температура плавления чистого компонента. Уравнение (1) справедливо, если расплав – идеальный раствор. Для реальных растворов его можно переписать в виде ( ) s пл s пл пл T T R T T H a i − − = ln , (2) где a i – термодинамическая активность i-го компонента. Для нафталина (С 10 Н 8 ) Н пл = 19000 Дж/моль. Рассчитайте значения активностей нафталина для сплавов, содержащих 90, 70, 50 % нафталина и теплоту плавления дифениламина. |