ГЛАВА 8 РАВНОВЕСИЯ ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ ФАЗ В ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ

8.1. ВВЕДЕНИЕ

Двухкомпонентная (бинарная) система состоит из двух компонентов, которые могут присутствовать в различных количествах и фазах. Например, два жидких компонета могут смешиваться друг с другом, образуя одну гомогенную жидкую фазу, в различных количественных соотношениях или же частично, образуя гетерогенную систему из двух жидких фаз (растворы одной жидкости в другой), отделенных друг от друга поверхностью раздела фаз. Твердое вещество, например, соль, чаще всего растворяется в растворителе (жидкая фаза) с образованием гомогенной фазы - раствора лишь до образования насыщенного (или пересыщенного - метастабильное состояние) раствора; при избытке твердой фазы возникает гетерогенная система: осадок, находящийся в равновесии со своим насыщенным раствором.

Если охлаждать жидкий расплав, содержащий два компонента, то при достижении определенной температуры из расплава начнет кристаллизоваться один из компонентов или же смесь обоих компо- нентов; до полного окончания кристаллизации, т.е. до конца протекания одностороннего процесса, система - неравновесна. Однако при неизменных внешних условиях кристаллы и расплав в бинарной системе могут находиться в равновесии, когда число фаз и их количества сохраняются неизменными. В этом случае к системе применимо правило фаз Гиббса.

В двухкомпонентной (бинарной) системе число компонентов К = 2. Согласно правилу фаз Гиббса (7.2)

где С - число термодинамических степеней свободы, Ф - число фаз, находящихся в равновесии.

На практике рассмотрение диаграмм состояния двухкомпонентных систем часто проводят при постоянном давлении P = const. Тогда:

Понятие изоморфизма

Назовем изоморфно кристаллизующимися такие вещества, которые неограниченно растворимы друг в друге как в твердом, так и в жидком состоянии. Вещества, не способные неограниченно растворяться друг в друге как в твердом, так и в жидком состоянии, назовем неизоморфно кристаллизующимися.