2.3.1. Равновесие между жидкой и твердой фазой. Эвтектические смеси

Для двухкомпонентной системы (K=2), например, смеси кристаллических NaOH (т.пл. 323^о С) и KOH (т. пл. 405^о С), фазовую диаграмму можно представить в виде зависимости температуры плавления (растворения) смеси от ее состава (мольной доли одного из компонентов х₂ = n₂ / (n₁ + n₂), n_i – число молей данного компонента системы) при постоянном давлении.

Выше линии ликвидуса, состоящей из двух ветвей (нисходящей и восходящей), система однофазна и представляет собой раствор (расплав) КОН в NaOH или наоборот. Ниже линии солидуса система двухфазна и представляет собой смесь кристалликов двух щелочей (две твердые фазы).

Между линиями солидуса и ликвидуса система также двухфазна и представляет собой расплав, содержащий оба компонента (жидкая фаза) над кристалликами одной из щелочей (твердая фаза).

Особая точка Е на пересечении линии солидуса и двух ветвей линии ликвидуса называется эвтектикой. Эвтектические смеси плавятся – кристаллизуются без изменения состава и при фиксированной температуре. Этим они сходны с индивидуальными химическими соединениями (ИХС).

Различие эвтектик и ИХС заключается в том, что выше т.пл. эвтектическая смесь однофазна, но двухкомпонентна, а ниже – двухфазна (один из компонентов частично выкристаллизовывается в твердую фазу).

Диаграммы такого типа, т.е. зависимости температур замерзания водных растворов солей от состава (концентрации) системы вода – соль, описывают принцип действия антигололедных препаратов.

Если компоненты системы из жидкой (раствор) и твердой (кристаллы соли или лёд) фаз образуют между собой химическое соединение (твердый кристаллогидрат), то фазовая диаграмма «разбивается» на две области, каждая из которых выглядит так же, как рассмотренная выше диаграмма для случая отсутствия химического взаимодействия между компонентами.

Например, в системе медь – золото образуется интерметаллическое соединение Cu₃Au; в системе вода – безводный хлорид кальция CaCl₂ образуются кристаллогидраты шестиводного хлорида кальция CaCl₂ ●6H₂O (видоизменение фазовой диаграммы в этих случаях также приводится в курсе лекций).