15. Fazalar muvozanati. Termik analiz.
1. Ikki komponentli sistemalar. Suyuq holatda o‘zaro
cheksiz eriydigan, qattiq
holatda o‘zaro erimaydigan sistemalar. Termik analiz.
2. O‘zaro cheksiz eriydigan uchuvchan suyuqliklar sistemasi. Eritmalar bug‘ining
tarkibi.
7.5. Rektifikatsiya.
7.6. Chekli eriydigan va o‘zaro erimaydigan suyuqliklar. Taqsimlanish qonuni.
Ekstraksiya.
Tayanch so’z va iboralar
: faza, komponent,
termik analiz, bug’ tarkibi,
rektifikatsiya, taqsimlanish qonuni, ekstraksiya.
1. Ikki komponentli sistemalar. Suyuq holatda o‘zaro cheksiz eriydigan, qattiq
holatda o‘zaro erimaydigan sistemalar. Termik analiz.
Ikki komponentli sistemalarning erkinlik darajasi:
S =
2
- F +
2
=
4
- F
(7.4)
Ikki komponentli sistemalarda maksimal fazalar soni 4 ga teng, erkinlik
darajasi esa 0 dan 4 gacha o‘zgarishi mumkin. O‘zgarmas bosimda yoki o‘zgarmas
temperaturada fazalar qoidasi bo‘yicha erkinlik darajasi
S =
3
- F
ga teng bo‘ladi.
Bunday sharoitda maksimal 3 ta faza muvozanatda bo‘lishi mumkin. Ikki
komponentli sistemalar turli holatda bo‘lishi mumkin: cheksiz aralashadigan
suyuq, qisman yoki umuman aralashmaydigan suyuq, qattiq va hokazo.
Ikki komponentli sistemalarning asosiy parametrlaridan
biri sistema
tarkibidir. Odatda bunday sistemalarning holat diagrammalari tarkib-bosim, tarkib-
temperatura grafiklari orqali ifodalanadi. Suyuqholatda o‘zaro cheksiz eriydigan,
qattiq holatda o‘zaro erimaydigan ikki komponentli sistemalarni ko‘rib chiqamiz.
Bunday sistemalarga oson suyuqlanadigan qattiq moddalardan iborat fenol-
naftalin, benzoy kislotasi-naftalin,
dimetilanilin-fenol, difinilamin-naftalin kabi
sistemalar misol bo‘ladi.
Sistemaning termik analizi natijalariga ko‘ra suyuqlanish (yoki kristallanish)
diagrammasi chiziladi. A va B komponentlardan iborat sistemaning termik
analizini ko‘rib chiqamiz. Komponentlarning turli tarkiblaridan iborat 5-7 ta
aralashma tayyorlanadi. Toza moddalarni va aralashmani probirkalarga joylashtirib
suv yoki glitserin hammomida qizdirgan holda to‘liq
suyuq gomogen holatga
o‘tkaziladi. Suyuqlanmaga termometrni joylashtirib, ikkinchi kengroq probirkaga
tushiriladi va og‘zi berkitib qo‘yiladi. Suyuqlanma havoda tabiiy sovishi natijasida
temperaturasi pasayib boradi. Vaqt davimida termometr ko‘rsatkichi yozib
boriladi.
Kristallanish
kuchli ekzotermik jarayon, shuning uchun kristallanish
boshlanganida issiqlik ajralib chiqishi natijasida temperaturaning tabiiy pasayishi
to‘xtab qoladi, hatto biroz temperatura ko‘tariladi. Temperaturaning ekstremal
ko‘rsatkichlari suyuqlanish temperaturasi-tarkib diagrammasiga o‘tkazilib, ikki
komponentli sistemaning kristallanish diagrammasi hosil qilinadi (6.2-rasm).
7.5-rasm. Termik analiz natijalari bo‘yicha
bikomponentli sistemaning
kristallanish diagrammasini hosil qilish.
Kristallanish diagrammasidagi AEB chizig‘i likvidus (lotinchadan suyuqlik)
deb ataladi, shu chiziqdan yuqorida sistema to‘liq suyuq holatda bo‘ladi. NEB
chizig‘i solidus (lotinchadan qattiq) deb ataladi, shu chiziqdan pastda sistema
to‘liq qattiq holatda bo‘ladi. AEN chiziqlari oraligida suyuqlik va A moddaning
kristallari muvozantda bo‘ladi. BEN chiziqlari orligida suyuqlik va B moddaning
kristallari muvozanatda bo‘ladi.
E nuqta evtetik nuqta deyiladi, shu nuqtada
suyuqlik, A va B moddalarning kristallari muvozanat holatida bo‘ladi. Evtetik
nuqta birgalikda kristallanadigan tarkib va temperaturani ko‘rsatadi.
Evtetik nuqtada uchta faza muvozanatda bo‘lishligini hisobga olib,
o‘zgarmas bosimda ikki komponentli sistemalarning erkinlik darajasi tenglamasiga
qo‘yamiz: