Факультет

Студентам

Посетителям

Эвтектические точки и пересыщение при охлаждении

Водные растворы других солей ведут себя при охлаждении так же, как и физиологический раствор. Однако эвтектическая точка и концентрация растворенного вещества в эвтектике в каждом случае зависят от растворимости отдельных солей.

Можно вычертить кривые, отражающие состав раствора в состоянии равновесия со льдом или с твердой солью при различных температурах. Показана диаграмма равновесия между иодистым калием и водой при атмосферном давлении. По мере падения температуры разбавленного раствора происходит выделение льда. На диаграмме этому процессу соответствует линия, показывающая точки замерзания растворов, содержащих различные концентрации иодистого калия в воде. В результате понижения температуры концентрированного раствора происходит выпадение кристаллов иодиетого калия. Линия ВС отражает растворимость соли. Наклон этой линии зависит от теплоты растворения соли. Она будет менее крутой в тех случаях, когда растворимость солей быстро понижается по мере падения температуры. Температура замерзания и растворимость пересекаются в точке С. Это и есть эвтектическая точка (—23°), когда отделяются лед и иодистый калий. Эвтектическая точка является самой низкой температурой, при которой раствор может существовать сколь угодно долго. При охлаждении же раствора ниже его эвтектической точки наступает его пересыщение. В состоянии пересыщения раствор, будучи неустойчивой системой, может находиться лишь незначительный период времени. Он не может оставаться пересыщенным в присутствии растворимого вещества. Поэтому внесение кристалла соли в пересыщенный раствор при любой температуре выше эвтектической точки вызовет выпадение кристаллов одной этой соли. Если же температура пересыщенного раствора ниже эвтектической точки, внесение кристалла льда приведет к выпадению кристаллов всех солей и одновременному вымерзанию всей воды. Иногда можно наблюдать одновременное существование пересыщенного раствора хлористого натрия с температурой —28° и льда с той же температурой. Вероятно, именно так обстояло дело в опытах Рэ, который описал это явление как равновесие между переохлажденным до —28° хлористым натрием и кристаллами льда. Рэ показал также образование в растворе кристаллов хлористого натрия при эвтектической точке (—22°) вместе с ранее выпавшими кристаллами льда.

Другое осложнение заключается в том, что некоторые соли образуют с водой один или несколько гидратов. Гидраты, так же как и безводные соли, обладают различной степенью растворимости и имеют разные эвтектические точки. Так, хлористый натрий при температуре ниже +0,15° может образовать гидрат NaCl * 2H2O. При охлаждении разбавленного раствора, когда эвтектическая точка составляет —21,2°, твердыми фазами будут лед и NaCl * 2H2O. В то же время, эвтектическая точка может иногда лежать при —22,4°. При этой температуре твердая фаза будет состоять из безводного хлористого натрия и льда.