凝固曲线及反应曲线
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化学探究实验报告姓名:XXX 班级:XXX探究实验的名称:纯水和盐水哪一个结冰更快?目的:研究纯水和盐水哪一个结冰更快。
仪器、药品:200ml纸杯3个,食用碘盐,搅拌棒,冰箱。
步骤:1.在三个相同的纸杯中分别加入200ml冷自来水。
2.容器1中加入10克盐,充分搅拌;容器2中加入20克盐。
充分搅拌;容器3重不加盐。
3.把三个容器中同时放入冰箱。
4.每隔15分钟检查一下容器,并记录你的观察结果。
5.归纳上面实验结果,并结合查阅资料,完成探究结果表。
过15min 过30min 过45min 过60min1号无变化无变化无变化无变化2号无变化无变化无变化无变化3号无变化无变化有冰沙状有冰沙状结论:水中加入盐等物资使水的凝固点降低,所以要低于冰点的温度才能使盐水凝结,这个高等无机里有,叫凝固点下降现象,是由于盐溶解产生离子与水分子作用的缘故。
所以,1号结冰快,因为盐水的凝固点比纯水的低。
反思:原来也是1号比如在结冰的路面上洒盐,让冰融化,两极的海水不会结冰……需进一步讨论的问题:纸杯换1000ml的会怎样?结果还一样么?探究:水的凝固点与含盐量有什么关系?猜想假设:实验:材料:有透明玻璃的冰箱一台、三只烧杯、水、盐、三只体温计猜想:水的凝固点与含盐量相关,而且含盐量越大凝固点越低步骤:三只烧杯一只放水,别两只放不同浓度盐水;将三只温度计放入三只烧杯中,将三只烧杯放入冰箱结论:装水的烧杯最先凝固2.盐水溶液盐水是最常用的载冷剂,由盐溶于水制成。
常用的盐水主要有氯化钠水溶液和氯化钙水溶液。
盐水的性质于溶液中含盐量的多少有关。
特别需要指出,盐水的凝固点取决于盐水的浓度。
图2-1中的曲线表示盐水溶液的凝固点与浓度的关系。
图中曲线Ⅰ(实线)为氯化钠盐水的凝固曲线,曲线Ⅱ(虚线)为氯 0℃化钙盐水的凝固曲线。
由这两条曲线 -10可知 ,无论哪一种盐水,当盐水的浓 -20度小于某一定值时,其凝固温度随浓 -30度的增加而降低,当浓度大于这一定 -40值以后,凝固温度随浓度的增加反而 -50升高。
最全二元相图及其合金凝固知识点总结匀晶相图与固溶体凝固匀晶相图两组元在液态、固态均能无限互溶的二元系所组成的相图称为匀晶相图。
匀晶转变:由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶转变。
匀晶转变是变温转变。
以w(N i)为30%C u-N i二元合金相图为例说明匀晶相图。
点:T C u、T N i分别为C u、N i熔点。
线:TCuBTNi 为液相线。
TCuCTNi 为固相线。
区: L、L+α、α固溶体的平衡凝固平衡结晶:在极缓慢冷却条件下进行的结晶。
以w(N i)为30%C u-N i二元合金为例分析结晶过程:t1温度以上为L;t1温度时,L→α,成分为:B、C。
固溶体平衡冷却结晶过程归纳总结:冷却时遇到液相线开始结晶,遇到固相线结晶终止,形成单相均匀固溶体。
在结晶过程中每一温度,其液相、固相成分和相对量可由该温度下做水平线与液相线、固相线的交点及杠杆定理得出随温度下降,固相成分沿固相线变化,液相成分沿液相线变化,且液相成分减少,固相成分增加,直至结晶完毕。
固溶体合金的结晶特点:1.异分结晶:结晶出的晶体与母相化学成分不同。
2.结晶需要一定的温度范围。
固溶体非平衡凝固非平衡凝固:偏离平衡条件的结晶。
在实际生产中,由于冷却速度较快,内部原子的扩散过程落后于结晶过程,使合金的成分均匀化来不及进行,使凝固偏离了平衡条件,这称为非平衡凝固。
非平衡凝固导致先结晶部分与后结晶部分成分不同,这种一个晶粒内部或者一个枝晶间的化学成分不同的现象,叫做枝晶偏析或晶内偏析。
各个晶粒之间化学成分不均匀的现象叫做晶间偏析。
枝晶偏析是非平衡凝固的产物,在热力学上是不稳定的,可以通过均匀化退火消除。
1.液相线与固相线间的水平距离(成分间距)↑,先后结晶的成分差别↑,偏析严重。
2.溶质原子的扩散能力↑,偏析↓。
3.冷却速度↑,偏析↑。
共晶相图与合金凝固共晶相图组成共晶的两组元液态时无限互溶,固态时有限固溶或完全不溶,且发生共晶转变,形成共晶组织的二元系相图。