Трехкомпонентные системы

Для изображения составов трёхкомпонентных систем при постоянных температуре и давлении применяют метод треугольника Гиббса-Розебома. Это равносторонний треугольник (см. рис. 1.3), вершины которого соответствуют индивидуальным чистым веществам А , В и С (однокомпонентные системы). Стороны выражают составы двухкомпонентных систем А и В, В и С, А и С. Все точки внутри треугольника описывают составы трёхкомпонентных систем.

Так как в вершине треугольника концентрация вещества максимальна (100%), а на стороне ВС, противоположной этой вершине, она равна нулю, концентрация вещества в системе возрастает при движении от стороны к вершине по любой линии.

Для определения состава трехкомпонентной системы пользуются следующими свойствами прямых, проведенных в треугольнике Гиббса-Розебома:

1. Все точки, лежащие на прямой, параллельной стороне треугольника, отвечают растворам с одинаковым содержанием компонента, расположенного в противоположной вершине, и с изменяющимся количеством двух других.
Например, на линии fde’g (рис. 1.За) концентрация вещества А постоянна и равна 30%;

2. На прямой, проходящей через вершину треугольника, например на линии Ае (рис. 1.За),отношение концентраций компонентов В и С одинаково и равно в данном случае отношению отрезков Се: Be = 7:3.

Для нахождения состава раствора, отвечающего точке d на диаграмме, достаточно через данную точку провести линии, параллельные сторонам треугольника. Отрезки, отсеченные этими линиями на сторонах треугольника, укажут содержание соответствующих компонентов. Отрезок, gВ (или fC) соответствует 30% вещества А. Отрезок Аb, отсекаемый на стороне АС, линией, параллельной стороне АВ, отвечает 50% вещества С. Концентрация вещества В равна 20%.

а б

Рис.1.3 а) Изображение состава трехкомпонентной системы с помощью треугольника Гиббса-Розебома. б) Диаграмма растворимости трех жидкостей, две из которых (В и С) взаимно нерастворимы, а третья (А) неограниченно растворима в первых двух .

 

На рис. 1.3.б представлен вид диаграммы - изотермы растворимости трёх жидкостей для случая, когда система состоит из двух (С и В) взаимно нерастворимых компонентов и третьего (А), неограниченно растворимого в каждом из первых двух.

Внутри треугольной диаграммы состояния имеются две области - однофазная и двухфазная, а линия, разделяющая эти две области, характеризует составы равновесных насыщенных растворов. Любая фигуративная точка внутри двухфазной области описывает суммарный состав системы, которая распадается на две фазы, различающиеся по составу. Их состав можно определить, проведя ноду kxqo. Например, в точке х в равновесии находятся насыщенные растворы, соответствующие на диаграмме точкам k и q. Все продолжения нод для такой системы сходятся в одной точке вне треугольника, как показано на рис. 1.3.б (правило Тарасенкова)

Число степеней свободы для трехкомпонентной системы при постоянных температуре и давлении рассчитывается по формуле:

С = 3-Ф