Монография является уникальным обобщением теоретических основ физико-химического анализа как метода познания процессов, протекающих в физико-химических системах, по зависимости их свойств от состава, температуры или давления. Изложены методы исследования взаимодействия веществ по кривым состав—свойство образуемых ими равновесных систем, содержащих один, два, три и большее число компонентов.
Помимо ранее известных областей использования этого метода в науке и в различных областях технологии, физико-химический анализ применяется сейчас в химии полупроводников, редких элементов, радиохимии, теории и технологии выращивания монокристаллов и др.
Книга рассчитана на широкий круг специалистов различного профиля: химиков, металловедов, геохимиков, геологов, физиков, биохимиков, а также аспирантов и студентов вузов.
Таблиц 10. Иллюстраций 364. Библ. 156 назв.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ........................ . ...... 3
Глава I. Введение. Предмет и задачи физико-химического анализа 7
Глава II. Основы учения о термодинамическом равновесии .... 9
II. 1. Системы, состояния, процессы .............. 9
П. 2. Термодинамические и химические потенциалы и их при-
менение в учении о равновесии ............. 13-
II. 3. Понятие о компонентах и фазах. Гетерогенные равно-
весия ............................ 18
П. 4. Правило фаз, его вывод и применение к классификации
систем ................... . ........ 20
II. 5. Закон распределения ................... 25
П. 6. Понятие о принципе непрерывности ........... 27
II
Глава III. Однокомпонентные системы............... 28
111.1. Применение правила фаз................. 28
111.2. Диаграммы состояния.................. 29
111.3. Уравнение Клаузиуса—Клапейрона.......... 30
111.4. Кривые испарения и возгонки.............. 30
111.5. Кривая плавления. Принцип Ле-Шателье и его применение .......................... 33
111.6. Тройная точка...................... 34
111.7. Поля диаграммы состояния............... 37
111.8. Полиморфизм, энантиотрошш, монотропия....... 37
111.9. Стабильное и нестабильное состояния......... 40
III
Глава IV. Двухкомпонентные системы. Общие свойства диаграмм 43
IV. 1. Способы выражения концентрации............ 43
IV.2. Методы изображения состава. Правило рычага..... 47
IV.3. Диаграммы состав—свойство и их геометрическая характеристика ........................ 49
IV.4. Изменение вида кривой состав—свойство при переходе
к обратному свойству................... 57
IV.5. Изменение вида кривой состав—свойство при переходе
от одного способа выражения концентрации к другому 61 IV.6. Форма кривых состав—свойство в случае образования
недиссоциированного соединения ............ 66
IV.7. Типы диаграмм кривых свойств в случае образования недиссоциированного соединения (при аддитивности
данного свойства для вторичных систем)........ 72
IV.8. Применение правила фаз................. 73-
IV.9. Общие свойства изобарного потенциала........ 74
Глава V. Принципы построения и некоторые экспериментальные методы исследования конденсированных систем, содержащих твердую фазу................... 80
V.I. Построение диаграмм состояния............. 80
V.2. Термический анализ................... 81
V.3. Метод растворимости.................... 83
V.4. Метод микроструктуры.................. 84
V.5. Некоторые физические свойства, используемые в физи- 84
ко-химическом анализе..................
Глава VI. Диаграммы состояния двойных конденсированных систем без превращений в твердых фазах......... 86
VI.1. Термодинамический вывод диаграммы состояния системы с простой эвтектикой................ 86
VI.2. Построение диаграммы состояния по экспериментальным данным........................ 88
VI.3. Треугольник Таммана................... 91
VI.4. Микроструктура...................... 92
VI.5. Уравнение) кривой ликвидус при постоянном давлении 93
VI.6. Влияние давления при постоянной температуре на
состав системы, содержащей твердую и жидкую фазы 97
VI.7. Примеры диаграмм состояния.............. 98
Глава VII. Диаграммы состояния двойных конденсированных систем с полиморфными превращениями.......... 99
VII.1. Термодинамический вывод диаграммы состояния ... 99 VII.2. Построение диаграммы состояния по экспериментальным
данным........................... 100
VII.3. Примеры диаграмм состояния.............. 103
Глава VIII. Диаграммы состояния двойных неконденсированных систем с кристаллизацией образующихся соединений . . . 103
VIII.1. Конгруэнтно плавящееся экзотермическое соединение 103
VIII.2. Диссоциация химического соединения.......... 105
VIII.3. Инконгруэнтно плавящееся экзотермическое соединение
(термодинамический вывод диаграммы)......... 106
VIII.4. Эндотермическое соединение............... 109
VIII.5. Примеры диаграмм состояния.............. 111
Глава IX. Диаграммы состояния двойных систем с твердыми растворами ............................. 112
IX.1. Термодинамический вывод диаграмм состояния .... 112 IX.2. Физико-химическая трактовка диаграмм состояния
двойных систем с непрерывным рядом твердых растворов 116
IX.3. Построение диаграмм состояния по кривым охлаждения . 122
IX.4. Уравнения кривых диаграмм состояния......... 123
IX.5. Неравновесная кристаллизация............. 123
IX.6. Системы с ограниченной взаимной растворимостью компонентов в твердом состоянии.............. 124
IX.7. Примеры диаграмм состояния............... 127
Глава X. Двойные системы с превращениями в твердом состоянии 128
Х.1. Превращения при отсутствии твердых растворов (термодинамический вывод диаграммы)............ 128
Х.2. Превращения в области твердых растворов....... 131
Глава XI. Двойные системы с образованием соединений в области
твердых растворов..................... 135
XI.1. Дальтониды......................... 135
XI.2. Бертоллиды........................ 137
Глава XII. Диаграммы состояния двойных систем с ограниченной
растворимостью компонентов в жидком состоянии ... 140
XII.1. Типы диаграмм состояния систем с расслаиванием в
жидком состоянии................... . . 140
XII.2. Кристаллизация чистых компонентов.......... 141
XII.3. Кристаллизация твердых растворов........... 144
XII.4. Кристаллизация химических соединений, распадающихся при плавлении на две жидкие фазы......... 146
XII.5. Примеры диаграмм состояния.............. 146
Глава XIII. Диаграммы состояния конденсированных псевдобинарных систем......................... 146
Глава XIV. Диаграммы растворимости двойных систем........ 149
XIV.1. Диаграммы растворимости как частный случай диаграмм
плавкости.......................... 149
XIV.2. Давление пара и испарение растворителя из растворов
нелетучего вещества в летучем............. 155
XIV.3. Понятие о р— Г-диаграммах............... 159
XIV.4. Диаграммы состояния двойных систем, содержащих
летучие компоненты.........•........... 163
Глава |XV. Двойные системы, образованные твердой и газообразной
фазами........................... 165
XV.1. Системы с образованием химических соединений без
твердых растворов.................... 165
XV.2. Системы с образованием твердых растворов или с адсорбцией ............................ 168
XV.3. Системы с образованием твердого соединения из двух
газов............................ 169
TV
Глава XVI. Трехкомпонентные системы. Общие свойства диаграмм
состояния...................... . 170
XVI.1. Методы изображения состава............... 170
XVI.2. Общий метод построения диаграмм состав—свойство 178
XVI.3. Применение правила фаз................. 181
Глава XVII. Диаграммы состояния тройных конденсированных систем
с кристализацией чистых компонентов.......... 182
XVII.1. Общие взаимоотношения компонентов.......... 182
XVII.2. Пространственные и плоскостные диаграммы состояния,
поверхность ликвидуса.................. 182
XVII.3. Процессы при охлаждении расплава; поверхность соли-
дуса............................. 186
XVII.4. Строение пространственной диаграммы.......... 189
XVII.5. Политермические и изотермические сечения (разрезы) 193
XVII.6. Микроструктура шлифов................. 201
XVII.7. Полиморфное превращение одного из компонентов . . 202
Глава XVIII. Диаграммы состояния тройных конденсированных систем с образованием соединений при отсутствии твердых растворов ............................ 204
Конгруэнтно плавящееся соединение.......... 204
XVIII.1. Строение диаграммы состояния............. 204
XVIII.2. Политермические и изотермические сечения....... 20&
XVIII.3. Метод триангуляции.................... 209
Инконгруэнтно плавящееся соединение......... 211
XVIII.4. Инконгруэнтные процессы, связанные с кристаллизацией соединения...................... 211
XVIII.5. Пути кристаллизации расплавов............. 214
XVIII.6. Политермические и изотермические сечения...... 219
XVIII.7. Переход конгруэнтного процесса в инконгруэнтный и
обратно........................... 223
Глава XIX. Диаграммы состояния тройных конденсированных систем
с кристаллизацией твердых растворов.......... 230
XIX.1. Неограниченная растворимость компонентов в твердом
состоянии в двойных системах, входящих в тройную 230
XIX.2. Неограниченная растворимость компонентов в твердом состоянии в двух двойных системах, ограниченная — в третьей.........................ц. 237
XIX.3. Ограниченная растворимость компонентов в двух двойных системах, неограниченная — в третьей....... 242
XIX.4. Ограниченная растворимость компонентов в твердом
состоянии во всех трех двойных системах........ 250
Глава XX. Диаграммы состояния тройных взаимных систем ... 257
XX.1. Понятие о взаимных системах. Способы графического
изображения составов................... 257
XX.2. Пространственные и плоские диаграммы систем с кристаллизацией только входящих в них солей...... 260
XX.3. Диаграммы состояния реальных взаимных систем . . 263
ХХ.4. Стабильная пара тройных взаимных систем....... 264
Глава XXI. Диаграммы состояния конденсированных тройных систем
с ограниченной растворимостью в жидком состоянии 269
Глава XXII. Диаграммы растворимости тройных систем....... 277
XXII.1. Изображение системы, содержащей воду и две соли с
общим ионом и водой................... 278
XXII.2. Образование кристаллогидратов............. 283
XXII.3. Образование двойных солей............... 285
XXII.4. Процессы высаливания и всаливания.......... 291
XXII.5. Способы определения состава твердой фазы....... 294
XXII.6. Образование твердых растворов......'....... 295
XXII.7. Политермические диаграммы состояния систем, образованных водой и двумя солями с общим ионом..... 299
XXII.8. Диаграмма растворимости веществ в смеси двух растворителей ........................... 3)3
V
Глава XXIII.Четырехкомпонентные конденсированные системы (простые и взаимные). Диаграммы состояния........ 305
XXIII.1. Применение правила фаз................. 305
XXIII.2. Общие методы изображения составов простых четверных
систем в пространстве................... 305
XXIII.3. Методы изображения составов простых четверных систем на плоскости...................... 311
XXIII.4. Диаграммы конденсированного состояния простых четверных систем с кристаллизацией чистых компонентов 315
XXIII.5. Диаграммы состояния простых четверных систем с образованием соединения или твердых растворов .... 322
XXIII.6. Четверные взаимные системы (без растворителя) .... 327
Глава XXIV. Диаграммы растворимости четверных систем (простых
и взаимных)........................ 331
Простые четверные системы................ 331
XXIV. 1. Растворимость одного или двух твердых веществ в смесях трех (двух) жидкостей................ 331
XXIV.2. Диаграммы растворимости трех твердых веществ в одном
растворителе с кристаллизацией чистых компонентов 334
XXIV.3. Диаграмма растворимости трех твердых веществ в одном растворителе (воде) с образованием кристаллогидратов или двойных солей.................... 338
Четверные взаимные системы, в которых один компонент — растворитель ................... 342
XXIV.4. Понятия, связанные с диаграммами растворимости . . 342
XXIV.5. Диаграммы растворимости водных взаимных систем,
построенные по способам Левенгерца и Иенеке .... 344
XXIV.6. Пути кристаллизации четверных водных взаимных систем; сравнение диаграмм Левенгерца и Иенеке .... 348
XXIV.7. Некоторые экспериментально полученные диаграммы
систем А, В || X, Y + Н20................ 354
VI
Глава XXV. Многокомпонентные системы. Диаграммы состояния
XXV.1. Методы изображения составов.............. 359
XXV.2. Пятерные взаимные водные системы............ 366
XXV.3. Качественная диаграмма растворимости пятерной водной взаимной системы.................... 368
XXV.4. Понятие о методе исследования многокомпонентных
взаимных систем...................... 370
VII
Глава XXVI. Физико-химический анализ однофазных двойных жидких
систем............................ 374
XXVI. 1. Основные типы реакций, протекающих в жидких системах ............................. 374
XXVI.2. Некоторые общие свойства химических диаграмм .... 378
XXVI.3. Основные методы физико-химического анализа..... 382
XXVI.4. Сравнительная характеристика методов физико-химического анализа....................... 411
XXVI.5. Количественный физико-химический анализ....... 412
Глава XXVII. Физико-химический анализ двойных систем в растворителе ....................... .... 418
XXVII.1. Методы физико-химического анализа квазидвойных систем, основанные на изменении свойств растворителя . . 420
XXVII.2. Методы физико-химического анализа, основанные на измерении свойств образующегося в системе соединения либо на измерении свойств раствора.......... 425
XXVII.3. Метрика двухкомпонентных химических систем в растворителе ......................... 428
Глава XXVIII. Гетерогенные" равновесия жидкость — жидкость .... 433
XXVIII.1. Некоторые вопросы теории жидкофазных гетерогенных
равновесий......................... 433
XXVIII.2. Двойные жидкофазные гетерогенные системы...... 435
XXVIII.3. Тройные жидкофазные гетерогенные системы..... 436
XXVIII.4. Методы исследования гетерогенных жидкофазных равновесий ........................... 442
VIII
Глава XXIX. Общие свойства химических диаграмм.......... 444
XXIX.1. Принципы непрерывности и соответствия........ 444
XXIX.2. Замечательные точки и сингулярные элементы химических диаграмм, учение о сингулярной точке....... 447
XXIX.3. Общий строй химическоий диаграммы........... 454
XXIX.4. Разбиение диаграмм.................... 462
Глава XXX. Основные положения теории физико-химического анализа
гомогенных систем..................... 466
XXX.1. Изотермы выхода соединения в двойной системе . . . 466
XXX.2. Вывод изотерм свойств гомогенных двойных систем . . 471
ХХХ.З. Сопоставление различных свойств в предельных случаях
взаимодействия...................... 476
Приложения
1. О некоторых свойствах кривых.............. 479
2. О кривых второго порядка................ 479
3. О некоторых свойствах определителей......... 480
4. Вывод уравнений реакции в многокомпонентных системах при помощи определителей............ 482
5. Понятие о методе ортогональных проекций....... 484
Именной указатель.......................... 487
Предметный указатель.......................... 490
Цена: 300руб.
