2.1 Построение и исследование диаграммы состояния La—Sb в атомных и массовых долях.

2.1.1 Данная диаграмма, изображённая на рисунке 5, является двухкомпонентной системой с полной растворимостью в жидком состоянии, с отсутствием растворимости в твердом состоянии, с образованием одного устойчивого химического соединения конгруэнтного плавления и образованием трех неустойчивых химических соединении инконгруэнтного плавления, с вырожденной эвтектикой.

Фазовый состав:

I (L): жидкий расплав;

II (L + SLa): жидкий расплав + кристаллы твердого р-ра на основе компонента La;

III (L + SLa2Sb): жидкий расплав + кристаллы твердого р-ра на основе компонента La2Sb;

IV (SLa+ SLa2Sb): кристаллы твердого р-ра на основе компонента La + неустойчивое химическое соединение La2Sb ;

V (L+SLa3Sb2): жидкий расплав + устойчивое химическое соединение La3Sb2;

VI (L+SLa2Sb3): жидкий расплав + устойчивое химическое соединение La3Sb2;

VII (SLa2Sb+ SLa3Sb2): неустойчивое химическое соединение LaSb3+ устойчивое химическое соединение La2Sb3;

VIII (SLa3Sb2 + SLaSb): неустойчивое химическое соединение LaSb+ устойчивое химическое соединение La3Sb2;

IX (L+ SLaSb): жидкий расплав + неустойчивое химическое соединение LaSb;

X  (SLaSb+ SLaSb2): неустойчивое химическое соединение LaSb+ неустойчивое химическое соединение LaSb2;

XI (L+ SLaSb2): жидкий расплав + неустойчивое химическое соединение LaSb2;

XII (SLaSb2 + SSb): кристаллы твердого р-ра на основе компонента Sb + неустойчивое химическое соединение LaSb2.

Точкa эвтектики:

E1: LE1 ↔ SLa+ SLa2Sb С=0 Ф=3

Переведём в массовые доли точки, соответствующие следующим атомным долям cурьмы: A=0,5 ат.д.; B=0,6 ат.д; C=0,74. Для этого воспользуемся следующеё формулой:

 

 

Проведём пересчёт для каждой из точек:

A:

B:

C:

2.1.2 На данной диаграмме имеется четыре химических соединения, которые условно обозначили следующим образом:LaxSby , LazSbw , LaaSbb , LacSbd. Индексы при химических элементах соответствуют количеству атомов. А количество атомов, в свою очередь, находится из отношения атомных долей этих элементов. Ниже приведены расчёты этих индексов:

x:y=атомная доля(La):атомная доля(Sb).

 LaxSby

x:y=0.33:0.67

x:y=1:2

Отсюда следует, что химическая формула данного химического соединения LaSb2.

Аналогично, находим индексы для химического соединения LazSbw:

 z:w=0.6:0.4

z:w=3:2

Следовательно, химическая формула данного соединения – La3Sb2.

Для химического соединение LaaSbb

 a:b=0.5:0.5

a:b=1:1

Данная формула выглядит следующим образом: LaSb

 Химическое соединение LacSbd

 c:d=0.33:0.67

c:d=1:2

 

 Получили химическое соединение, в котором содержание меди и лантана находится в равных пропорциях – LaSb2.

 Скомпонуем полученные результаты: La2Sb, La3Sb2, LaSb, LaSb2.

2.1.3 Температура начала кристаллизации расплава системы La—Sb, содержащей 0,6 ат.д. Sb, равна »1475°С, температура конца кристаллизации равна 1110°С.

2.1.4 Первые выпавшие кристаллы из расплава, содержащего 0,6 ат. д. Sb находятся в виде неустойчивого химического соединения LaSb. Составу последней капли этого расплава соответствует точка перитектики Р3, содержащая 0,74 ат.д. Sb.

2.1.5 Воспользовавшись данными, полученными в пункте 2.1.1, определим по правилу рычага для системы La - Sb, содержащей 0,6 ат.д. Sb при температуре 12000C и при массе сплава 50г массы равновесных фаз:

 mS=mL

 

 mS=mLmS=29,2г

mS+mL =50г mL =20,8г

2.1.6 Число степеней свободы находится по правилу фаз Гиббса: С=К-Ф+1, где С - степень свободы, которая характеризует число независимых параметров, которые можно свободно изменять; Ф - число фаз системы; К - число компонентов системы.

Отсюда следует, что система, у которой:

состав 40 ат. д. Sb, температура 16900С, имеет: К=2, Ф=3, С=2-3+1=0;

состав 20 ат. д.Sb, температура 8000С, имеет: К=2, Ф=2, С=2-2+1=1;

состав 80 ат. д. Sb, температура 14000C, имеет: К=2, Ф=1, С=2-1+1=2.

2.1.7. При температуре, выше 14750C, состав системы La-Sb находится в виде расплава, Ф=1, С=2. При охлаждении до температуры 14750C расплав становится насыщенным неустойчивым химическим соединением LaSb, и начинается его кристаллизация. Система становится двухфазной, С=1. При дальнейшем охлаждении до температуры 11100C растет масса кристаллов химического соединения LaSb, состав расплава изменяется по кривой MP3, в нем увеличивается содержание сурьмы. Температуре 11100C соответствует точка перитектики P3, отвечающая составу его последних капель, здесь происходит перитектическое превращение:. Кристаллизация расплава заканчивается при температуре 11100C. При температуре ниже 11100C происходит охлаждение механической смеси твердых химических соединений LaSb и LaSb2, Ф=1, С=2.

 


Приложение А

Зависимость теплоемкости Н2 от температуры

 

T.К

100 2,999 100,616 70,624 28,155
200 5,693 119,301 90,836 27,477
300 8,468 130,747 102,169 28,849
400 11,426 139,104 110,538 29,181
500 14,349 145,626 116,527 29,260

Приложение Б

Значение термодинамических функций для Mg.

T,К

1400 47.620 87.569 55.554 34.300
1500 51.050 89.935 55.902 34.300
1600 54.480 92.149 58.099 34.300
1700 57.910 94.228 60.163 34.300
1800 61.340 96.189 62.111 34.300
1900 64.770 98.043 63.954 34.300
2000 68.200 99.802 65.703 34.300
2100 71.630 101.476 67.367 34.300
2200 75.060 103.072 68.954 34.300
2300 78.490 104.596 70.470 34.300
2400 81.920 106.056 71.923 34.300


Приложение В

Значение термодинамических функций для MgO.

T.К

1400 58.856 99.696 57.656 52.890
1500 64.168 103.361 60.582 53.341
1600 69.524 106.818 63.365 53.793
1700 74.927 110.093 66.018 54.255
1800 80.376 113.207 68.554 54.736
1900 85.875 116.180 70.983 55.243
2000 91.426 119.027 73.314 55.783
2100 97.033 121.763 75.557 56.363
2200 102.700 124.399 77.717 56.991
2300 108.433 126.947 79.803 57.674
2400 114.237 129.417 81.819 58.416


Приложение Г

Значение термодинамических функций для CO2

T.К

1400 65.273 288.086 241.462 57.818
1500 71.085 292.095 244.705 58.397
1600 76.950 295.880 247.787 58.898
1700 82.862 299.464 250.722 59.334
1800 88.815 302.867 253.525 59.717
1900 94.804 306.105 256.208 60.054
2000 100.825 309.193 258.781 60.354
2100 106.874 312.144 261.252 60.622
2200 112.948 314.970 263.630 60.862
2300 119.045 317.680 265.922 61.080
2400 125.163 320.284 268.133 61.278

 

Приложение Д

Значение термодинамических функций для C.

T.К

1400 21.960 32.138 16.453 23.919
1500 24.367 33.799 17.554 24.225
1600 26.802 35.271 18.619 24.464
1700 29.258 26.859 19.649 24.543
1800 31.729 38.272 20.645 24.775
1900 34.212 39.614 21.608 24.875
2000 36.703 40.892 22.540 24.957
2100 39.203 42.112 23.444 25.034
2200 41.710 43.278 24.319 25.121
2300 44.228 44.397 25.168 25.231
2400 46.758 45.474 25.991 25.379



Список литературы.

1.      Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Т.1-4 книга вторая. Таблицы термодинамических свойств: Справочное издание / Под ред. В.П. Глушкова. – М.: Наука 1979.

2.      Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплинам «Физическая химия» и «Химия». /ВГТУ; Сост. В.В. Корнеева, А.А Щетинин, Ю.П. Хухрянский, А.Н. Корнеева, 2002. 24 с.

3.      Реми Г.Курс неорганической химии. 11-е издание, выполненное кандидатом химических наук А.И.Григорьевым .Т.1-4-М.:Мир,1972.

4.      Коровин Н.В., Общая химия. – М.: Высшая школа, 2007.

5.      Интернет. Сайт http://him.1september.ru.

6.      Некрасов Б. Водород, Курс общей химии, 14 изд., М., 1962;


Информация о работе «Вычисление термодинамических функций индивидуального вещества H2, расчет константы равновесия реакции 2MgOконд+Сграф - 2Mgконд+СО2. Построение и анализ диаграммы состояния двухкомпонентной системы La—Sb»
Раздел: Химия
Количество знаков с пробелами: 28568
Количество таблиц: 9
Количество изображений: 0

0 комментариев


Наверх