LABORATÓRNE PRÁCE
Cieľ práce– oboznámenie sa s najdôležitejšími triedami anorganických zlúčenín: oxidy, hydroxidy, soli, spôsoby ich prípravy a vlastnosti.
TEORETICKÁ ČASŤ
K dnešnému dňu je známych asi 300 tisíc anorganických zlúčenín. Môžu byť rozdelené do troch hlavných tried: oxidy, hydroxidy a soli.
OXIDY - produkty kombinácie prvkov s kyslíkom.
Oxidy možno získať reakciou spájania prvku s kyslíkom:
2Mg + O2 \u003d MgO,
4P + 502 \u003d 2P205
alebo rozkladná reakcia komplexnej látky:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2,
2 Zn(NO 3) 2 \u003d 2 ZnO + 4 N02 + O2.
Existujú oxidy tvoriace a netvoriace soli, ako aj peroxidy.
Oxidy tvoriace soli ďalej sa delia na zásadité, kyslé a amfotérne.
Zásadité oxidy tvoria alkalické kovy (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), kovy alkalických zemín (Mg, Ca, Sr, Ba) a kovy s premenlivým oxidačným stavom, nachádzajúce sa v bočných podskupinách PTM v ich nižších oxidačných stupňoch +1, +2 (napríklad: Zn, Cd, Hg, Cr, Mn a pod.). Ich hydroxidy sú zásady.
Bázy, ktoré sú vysoko rozpustné vo vode alkalických kovov sa nazývajú alkálie. Možno ich získať rozpustením zodpovedajúcich oxidov vo vode, napríklad:
Na20 + H20 \u003d 2NaOH
Hydroxidy (zásady) kovov alkalických zemín (Mg, Ca, Sr, Ba) vznikajú aj pri rozpustení príslušných oxidov vo vode, avšak všetky, okrem hydroxidu bárnatého Ba (OH) 2, sú slabo alebo málo rozpustné.
Zásadité oxidy reagujú s kyslými oxidmi a kyselinami za vzniku solí:
CaO + CO2 \u003d CaC03;
CuO + 2 HCl \u003d CuCl2 + H20.
Oxidy kyselín tvoria nekovy (B, C, N, P, S, Cl a pod.), ako aj kovy s premenlivým stupňom oxidácie, nachádzajúce sa v postranných podskupinách PTM, vo svojich vyššie stupne oxidácia +5, +6, +7 (napríklad: V, Cr, Mn atď.).
Hydráty oxidov kyselín sú kyseliny, ktoré možno získať reakciou oxidov kyselín s vodou:
S03 + H20 \u003d H2S04
Oxidy kyselín reagujú so zásaditými oxidmi a zásadami:
S02 + Na20 \u003d Na2S03;
N205 + 2 NaOH \u003d 2 NaN03 + H20.
Amfotérne oxidy tvoria kovy hlavných podskupín PTM (napríklad: Al 3+, Sn 2+, Pb 2+ atď.) a kovy s premenlivým stupňom oxidácie, nachádzajúce sa vo vedľajších podskupinách PTM, v stredných oxidačných stavoch +3, +4 (Cr, Mn a pod.). Ich hydroxidy (hydráty) majú zásadité aj kyslé vlastnosti. Amfotérne oxidy reagujú s kyselinami aj zásadami:
Cr203 + 6 HCl = 2 CrCl3 + 3 H20;
Cr203 + 2 NaOH = 2 NaCr02 + H20
. Nesolitvorné oxidy málo (napríklad CO, NO, N 2 O), netvoria soli ani s kyselinami, ani so zásadami.
Peroxidy - deriváty peroxidu vodíka (H 2 O 2). Peroxidy alkalických kovov (Li, Na, K, Rb, Cs) a kovy alkalických zemín(Ca, Sr, Ba) označujú soli peroxidu vodíka. V nich sú atómy kyslíka prepojené kovalentnou väzbou (napríklad K 2 O 2: K - O - O - K) a ľahko sa rozkladajú elimináciou atómového kyslíka, preto sú peroxidy silné oxidačné činidlá
HYDROXIDY - produktmi zlúčeniny sú číre hydroxidy (zásady), kyslé oxidy s vodou. Existujú zásadité hydroxidy (kyseliny) a amfotérne hydroxidy (amfolyty).
Zásadité hydroxidy (zásady) disociovať v roztoku na kovové ióny a hydroxidové ióny:
NaOH ↔ Na + + OH ‾ .
Kyslosť zásady je určená počtom hydroxidových iónov OH‾, ktoré sa nazývajú funkčné skupiny dôvodov. Podľa počtu funkčných skupín sa rozlišujú jednokyselé (napríklad: NaOH), dvojkyselé (napríklad: Ca (OH) 2), trojkyselé (napríklad: Al (OH) 3) zásady.
Polykyselinové bázy disociujú v krokoch:
Ca(OH)2 ↔ (CaOH) + + OH ‾ , (CaOH) + ↔ Ca 2+ + OH ‾ .
Vodné roztoky vysoko rozpustných zásad (zásad) menia farbu indikátorov . V alkalických roztokoch sa fialový lakmus zmení na modrý, bezfarebný fenolftaleín sa zmení na karmínový a metylová oranž sa zmení na žltú.
Zásady reagujú s kyselinami za vzniku solí a vody:
NaOH + HCl \u003d NaCl + H20.
Ak sa zásada a kyselina odoberú v ekvimolárnych pomeroch, potom sa médium stane neutrálnym a takáto reakcia sa nazýva neutralizačná reakcia.
Mnohé vo vode nerozpustné zásady sa pri zahrievaní rozkladajú:
Cu (OH)2 \u003d CuO + H20.
Alkálie sa získavajú rozpustením oxidov vo vode:
K20 + H20 \u003d 2 KOH.
Vo vode nerozpustné zásady možno získať pôsobením alkálií na rozpustné soli kovov:
CuS04 + 2 NaOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + Na2S04.
Kyslé hydroxidy (kyseliny) sa disociujú na vodíkové ióny H + (presnejšie hydróniové ióny H 3 O +) a kyslý zvyšok:
HCl ↔ H + + Cl ‾ .
Zásaditosť kyseliny je určená počtom vodíkových iónov, ktoré sa pre kyselinu nazývajú funkčné skupiny, napr.: HCl je jednosýtna, H 2 SO 4 je dvojsýtna, H 3 PO 4 je trojsýtna.
Viacsýtne kyseliny disociujú v krokoch:
H2S03 ↔ H++ HSO3; HSO 3 ‾ ↔ H++ SO 3 ‾ .
Existujú kyseliny bez kyslíka(HCl, HI, H2S, HCN, atď.) a s obsahom kyslíka (HN03, H2S04, H2S03, H3P04 atď.).
V kyslých roztokoch sa lakmus sfarbí do červena, metylová oranž doružova a fenolftaleín zostáva bezfarebný.
Kyseliny sa získavajú rozpustením kyslých oxidov vo vode:
P205 + 3 H20 \u003d 2H3P04
alebo reakciou výmeny soli s kyselinou:
Ca3(P04)2 + 3 H2S04 \u003d 3 CaS04 + 2 H3P04.
Amfotérne hydroxidy(A mfolity) sú hydroxidy, ktoré v reakciách vykazujú zásadité aj kyslé vlastnosti. Patria sem Be (OH) 2, Al (OH) 3, Zn (OH) 2, Cr (OH) 3 atď. Amfotérne hydroxidy reagujú so zásadami ako kyseliny, s kyselinami ako zásadami:
Cr(OH)3 + 3 HCl = CrCl3 + 3 H20;
Cr (OH)3 + 3 NaOH \u003d Na3.
Soli počas disociácie tvoria kovové ióny (katióny) (alebo amónny ión NH 4 +) a ióny (anióny) zvyškov kyselín:
Na 2 SO 4 ↔ 2 Na + + SO 4 2 ‾ ,
NH4NO3↔ NH4++ N03‾.
Rozlišujte medzi strednými, kyslými a zásaditými soľami.
Stredné soli možno považovať za produkty úplného nahradenia atómov vodíka v kyseline atómami kovu alebo hydroxoskupinami zásady kyslými zvyškami: NaCl, K 2 SO 4, AlPO 4 .
H2S04 + Ba(OH)2 = BaS04 + 2H20
KOH + HNO3 \u003d KNO3 + H20
Stredné soli disociujú na kovové katióny a anióny zvyškov kyselín:
AlPO 4 ↔ Al 3+ + PO 4 3 ‾.
Kyslé soli(hydrosoli) sú produkty neúplného nahradenia atómov vodíka viacsýtnych kyselín atómami kovov: NaHSO 4, Al (H 2 PO 4) 3, KHCO 3 ^
H2S04 + NaOH = NaHS04 + H20
Disociácia kyslej soli je vyjadrená rovnicou:
Al(H2PO4)3↔Al3+ + 3 (H2PO4) ‾.
Anión (H 2 PO 4) ‾ podlieha ďalšej disociácii v malej miere.
soliBaz(hydroxysoli) sú produkty neúplného nahradenia hydroxoskupín polykyselinovej zásady kyslými zvyškami: AlOHSO 4, MgOHCl, (CuOH) 2 SO 4 .
Mg(OH)2 + HCI \u003d MgOHCI + H20
Disociácia bázickej soli je vyjadrená rovnicou:
AlOHSO4 ↔ (AlOH) 2 + + SO4 2‾.
Katión (AlOH) 2+ podlieha ďalšej disociácii v malej miere.
Stredné soli možno získať mnohými spôsobmi:
kombinácia kovu a nekovu: 2 Na + Cl2 = 2 NaCl;
kombinácia zásaditých a kyslých oxidov: CaO + CO 2 \u003d CaCO 3;
nahradením vodíka alebo menej aktívneho kovu aktívnym kovom:
Zn + 2 HCl \u003d H2 + ZnCl2,
Zn + CuSO4 \u003d ZnS04 + Cu;
neutralizačná reakcia: NaOH + HCl = NaCl + H20;
výmenná reakcia: Ba (NO 3) 2 + Na 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2 NaNO 3 atď.
Kyslé soli možno získať v kyslom prostredí:
NaOH + H2S04 (nadbytok) = NaHS04 + H20;
Na3P04 + 2 H3P04 (nadbytok) = 3 NaH2P04.
Zásadité soli možno získať v alkalické prostredie:
H2S04 + 2 Cu (OH) 2 (nadbytok) \u003d (CuOH) 2SO4 + Na2S04,
2 CuSO 4 + 2 NaOH (nedostatok) = (CuOH) 2 SO 4 + Na2S04
Kyslé soli s nadbytkom alkálií a zásadité soli s nadbytkom kyseliny sa menia na stredné soli: NaHSO 4 + NaOH (nadbytok) \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O,
(CuOH)2S04 + H2S04 (nadbytok) = 2 CuS04 + 2 H20.
Mnohé kovy sa vyznačujú komplexnými zlúčeninami, ktoré sa v roztoku disociujú ako silné elektrolyty a vytvárajú stabilné komplexné ióny:
CuS04 + 8NH4OH (nadbytok) = (OH)2 + S04 + 8 H20.
Stupeň disociácie komplexných zlúčenín je nevýznamný:
(OH) 2 ↔ 2+ + 2OH ‾
SO 4 ↔ 2+ + SO 4 2‾
Komplexné zlúčeniny mnohé d-kovy sú zafarbené, čo umožňuje ich použitie v analytickej praxi na detekciu kovových iónov.
Existujú aj podvojné soli tvorené rôznymi kovmi a jedným zvyškom kyseliny (KAl (SO 4) 2) a zmiešané, tvorené jedným kovom a rôznymi zvyškami kyselín (CaClOCl).
zásadité alebo kyslé.
PRAKTICKÁ ČASŤ
PRÍPRAVA A VLASTNOSTI OXIDOV
Pri štúdiu materiálu predchádzajúcich odsekov ste sa už s niektorými látkami oboznámili. Napríklad molekula vodíkového plynu pozostáva z dvoch atómov chemického prvku vodíka -
Jednoduché látky sú látky, ktoré obsahujú atómy rovnakého typu.
K jednoduchým látkam patria medzi vám známe látky: kyslík, grafit, síra, dusík, všetky kovy: železo, meď, hliník, zlato atď. Síra je tvorená iba atómami chemického prvku síry, kým grafit je tvorený atómami chemického prvku uhlíka. Je potrebné jasne rozlišovať medzi pojmami "chemický prvok" A "jednoduchá látka".
Napríklad diamant a uhlík nie sú to isté.
Uhlík je chemický prvok a diamant je jednoduchá látka tvorená chemickým prvkom uhlík. V tomto prípade sa chemický prvok (uhlík) a jednoduchá látka (diamant) nazývajú inak.
Chemický prvok a jednoduchá látka, ktorá mu zodpovedá, sa často nazývajú rovnaké. Napríklad prvok kyslík zodpovedá jednoduchej látke - kyslíku. Treba sa naučiť rozlišovať, kde hovoríme o prvku, a kde o látke! Napríklad, keď sa hovorí, že kyslík je súčasťou vody, hovoríme o prvku kyslík. Keď hovoria, že kyslík je plyn potrebný na dýchanie, hovoríme o jednoduchej látke, kyslíku. Jednoduché látky chemické prvky rozdelené do dvoch skupín - kovy a nekovy.
Kovy a nekovy sa zásadne líšia svojimi fyzikálnymi vlastnosťami. Všetky kovy pri normálnych podmienkach pevné látky, s výnimkou ortuti - jediný tekutý kov.
Kovy sú nepriehľadné, majú charakteristický kovový lesk. Kovy sú tvárne a dobre vedú teplo elektriny.Nekovy nie sú vo fyzikálnych vlastnostiach podobné. Takže vodík, kyslík, dusík sú plyny, kremík, síra, fosfor sú pevné látky. Jediný tekutý nekov - bróm - je hnedočervená kvapalina. Ak nakreslíte podmienenú čiaru od chemického prvku bór k chemickému prvku astatín, tak v dlhej verzii
periodického systému nad čiarou sú nekovové prvky a pod ňou - kov. V krátkej verzii periodickej tabuľky sú nekovové prvky umiestnené pod touto čiarou a kovové aj nekovové prvky sú nad ňou. To znamená, že je pohodlnejšie určiť, či je prvok kovový alebo nekovový pomocou dlhej verzie periodického systému.
Toto rozdelenie je podmienené, pretože všetky prvky tak či onak vykazujú kovové aj nekovové vlastnosti, ale vo väčšine prípadov je takéto rozdelenie pravdivé.
Zložené látky a ich klasifikácia
Ak zloženie jednoduchých látok zahŕňa atómy iba jedného typu, je ľahké uhádnuť, že zloženie zložitých látok bude zahŕňať niekoľko typov rôznych atómov, najmenej dva. Príkladom komplexnej látky je voda, poznáte jej chemický vzorec - H2O.
Molekuly vody sa skladajú z dvoch typov atómov: vodík a kyslík.
Komplexné látky Látky, ktoré sa skladajú z rôznych typov atómov
Urobme nasledujúci experiment. Zmiešajte prášky síry a zinku. Zmes položíme na plech a zapálime drevenou fakľou. Zmes sa zapáli a rýchlo horí jasným plameňom. Po dokončení chemická reakcia vznikla nová látka, ktorá obsahuje atómy síry a zinku. Vlastnosti tejto látky sú úplne iné ako vlastnosti pôvodných látok – síry a zinku.
Komplexné látky sa zvyčajne delia do dvoch skupín: nie organickej hmoty a ich deriváty a organické látky a ich deriváty. Napríklad kamenná soľ je anorganická látka, zatiaľ čo škrob nachádzajúci sa v zemiakoch je organická látka.
Štruktúrne typy látok
Podľa typu častíc, ktoré tvoria látky, sa látky delia na látky molekulárna a nemolekulárna štruktúra. Zloženie látky môže zahŕňať rôzne štruktúrne častice, ako sú atómy, molekuly, ióny. Preto existujú tri typy látok: látky atómovej, iónovej a molekulárnej štruktúry. Látky rôznych typov štruktúry budú mať rôzne vlastnosti.
Látky atómovej štruktúry
Príklad látok atómová štruktúra môžu byť látky tvorené prvkom uhlík: grafit a diamant. Zloženie týchto látok zahŕňa iba atómy uhlíka, ale vlastnosti týchto látok sú veľmi odlišné. Grafit- krehká, ľahko peelingová hmota šedo-čiernej farby. diamant- priehľadný, jeden z najtvrdších minerálov na planéte. Prečo majú látky zložené z rovnakého typu atómov rôzne vlastnosti? Je to všetko o štruktúre týchto látok. Atómy uhlíka v grafite a diamante sa viažu rôznymi spôsobmi. Látky s atómovou štruktúrou majú vysoké teploty varu a topenia, spravidla sú nerozpustné vo vode, neprchavé. Kryštálová mriežka - pomocný geometrický obraz zavedený na analýzu štruktúry kryštálu
Látky molekulárnej štruktúry- Sú to takmer všetky kvapaliny a väčšina plynných látok. Existujú aj kryštalické látky, ktorých zloženie kryštálovej mriežky zahŕňa molekuly. Voda je látka molekulárnej štruktúry. Ľad má tiež molekulárnu štruktúru, ale na rozdiel od tekutej vody má kryštálovú mriežku, kde sú všetky molekuly prísne usporiadané. Látky s molekulárnou štruktúrou majú nízke teploty varu a topenia, sú zvyčajne krehké a nevedú elektrický prúd.
Látky iónovej štruktúry
Látky iónovej štruktúry sú pevné kryštalické látky. Príkladom iónovej zlúčeniny je kuchynská soľ. Jeho chemický vzorec je NaCl. Ako vidíte, NaCl pozostáva z iónov Na+ a Cl+, striedanie v určitých miestach (uzloch) kryštálovej mriežky. Látky s iónovou štruktúrou majú vysoké teploty topenia a varu, sú spravidla krehké, dobre rozpustné vo vode a nevedú elektrický prúd. Pojmy „atóm“, „chemický prvok“ a „jednoduchá látka“ by sa nemali zamieňať.
- "atóm"- konkrétny pojem, keďže atómy skutočne existujú.
- "chemický prvok" je kolektívny, abstraktný pojem; v prírode existuje chemický prvok vo forme voľných alebo chemicky viazaných atómov, teda jednoduchých a zložitých látok.
Názvy chemických prvkov a zodpovedajúcich jednoduchých látok sa vo väčšine prípadov zhodujú. Keď hovoríme o materiáli alebo zložke zmesi - napríklad banka je naplnená plynným chlórom, vodný roztok bróm, vezmime si kúsok fosforu - hovoríme o jednoduchej látke. Ak povieme, že atóm chlóru obsahuje 17 elektrónov, látka obsahuje fosfor, molekula sa skladá z dvoch atómov brómu, tak máme na mysli chemický prvok.
Je potrebné rozlišovať medzi vlastnosťami (charakteristikami) jednoduchej látky (súbory častíc) a vlastnosťami (charakteristikami) chemického prvku (izolovaného atómu určitého typu), pozri tabuľku nižšie:
Zlúčeniny treba odlíšiť od zmesi, ktoré tiež pozostávajú z rôznych prvkov. Kvantitatívny pomer zložiek zmesi môže byť variabilný, a chemické zlúčeniny majú konštantné zloženie. Napríklad do pohára čaju môžete pridať jednu lyžicu cukru alebo niekoľko molekúl sacharózy С12Н22О11 obsahuje presne 12 atómov uhlíka, 22 atómov vodíka a 11 atómov kyslíka.
Zloženie zlúčenín teda možno opísať jedným chemickým vzorcom a zložením zmes nie je. Zložky zmesi si zachovávajú svoje fyzikálne a Chemické vlastnosti. Napríklad, ak zmiešate železný prášok so sírou, vytvorí sa zmes dvoch látok.
Síra aj železo v tejto zmesi si zachovávajú svoje vlastnosti: železo je priťahované magnetom a síra nie je zmáčaná vodou a pláva na jeho povrchu. Ak síra a železo navzájom reagujú, vytvorí sa nová zlúčenina so vzorcom FeS, ktorý nemá vlastnosti ani železa, ani síry, ale má súbor vlastných vlastností. V spojení FeSželezo a síra sú spolu viazané a nemožno ich oddeliť metódami, ktoré oddeľujú zmesi.
Závery z článku k téme Jednoduché a zložité látky
- Jednoduché látky- látky, ktoré obsahujú atómy rovnakého druhu
- Prvky sa delia na kovy a nekovy
- Zlúčeniny sú látky, ktoré obsahujú rôzne typy atómov.
- Zlúčeniny sa delia na organické a anorganické
- Existujú látky atómovej, molekulárnej a iónovej štruktúry, ich vlastnosti sú rôzne
- Kryštálová bunka je pomocný geometrický obraz zavedený na analýzu kryštálovej štruktúry
Chemické zlúčeniny a súvisiace fázy v kovových zliatinách sú rôznorodé. Charakteristika chemické zlúčeniny:
1. Kryštalická mriežka je odlišná od mriežok komponentov, ktoré tvoria zlúčeninu. Atómy sú usporiadané. Chemické zlúčeniny majú súvislú kryštálovú mriežku (obr. 7).
2. V zlúčenine je vždy zachovaný jednoduchý násobný pomer zložiek, ktorý umožňuje ich vyjadrenie vzorcom: A n B m, zložky A a B; n a m sú prvočísla.
3. Vlastnosti zlúčeniny sa zriedka líšia od vlastností jej zložiek. Cu - HB35; Al - HB20; CuAl2 - HB400.
4. Teplota topenia (disociácie) je konštantná.
5. Vznik chemickej zlúčeniny je sprevádzaný výrazným tepelným účinkom.
Chemické zlúčeniny sa tvoria medzi zložkami, ktoré majú veľký rozdiel v elektronická štruktúra atómov a kryštálových mriežok.
Obrázok 7. Kryštálové mriežky: a, b - zlúčenina NaCl, c - zlúčenina Cu2MnSn (článok pozostáva z 8 atómov medi, 4 atómov mangánu a 4 atómov cínu)
Príkladom typických chemických zlúčenín s normálnou mocnosťou sú zlúčeniny Mg s prvkami skupín IV-VI periodickej sústavy: Mg 2 Sn, Mg 2 Pb, Mg 2 P 2, Mg 2 Sb 2, Mg 3 Bі 2, MgS, atď.. Zlúčeniny niektorých kovov s inými sa nazývajú intermetalické zlúčeniny. chemická väzba u intermetalických je častejšie kovový.
Veľké číslo chemické zlúčeniny vytvorené v kovových zliatinách sa v niektorých vlastnostiach líšia od typických chemických zlúčenín, pretože sa neriadia zákonmi valencie a nemajú konštantné zloženie. Zvážte najdôležitejšie chemické zlúčeniny vytvorené v zliatinách.
Fázy implementácie
Prechodné kovy (Fe, Mn, Cr, Mo, Ti, V, W atď.) tvoria s nekovmi C, N, H zlúčeniny: karbidy (s S), nitridy (s N), boridy (s IN), hydridy (s H). Tieto sa často označujú ako realizačné fázy.
Fázy implementácie majú vzorec:
M 4 X(Fe4N, Mn4N atď.),
M 2 X(W2C, Mo2C, Fe2N, Cr2N atď.),
MX(WC, TiC, VC, NbC, TiN, VN atď.).
Kryštalická štruktúra intersticiálnych fáz je určená pomerom polomerov atómov nekovu (Rx) a kovu (Rm).
Ak Rx/Rm< 0,59, то атомы металла в этих фазах расположены по типу одной из простых кристаллических решеток: кубической (К8, К12) и гексагональной (Г12), в которую внедряются атомы неметалла, занимая в ней определенные поры.
Intersticiálne fázy sú fázy rôzneho zloženia a zodpovedajúce (chemické) vzorce zvyčajne charakterizujú maximálny obsah kovov v nich.
Intersticiálne fázy majú vysokú: elektrickú vodivosť, teplotu topenia a vysokú tvrdosť.
Intersticiálne fázy majú kryštalickú mriežku odlišnú od mriežky rozpúšťadla.
Na základe realizačných fáz sa dá ľahko formovať odčítanie pevných roztokov(VC, TiC, ZrC, NbC), niektoré atómy v miestach mriežky chýbajú.
Tieto zlúčeniny vznikajú na jednej strane medzi jednomocnými (Cu, Ag, Au, Li, Na) kovmi alebo kovmi prechodných skupín (Mn, Fe, Co atď.) a na druhej strane s jednoduchými kovmi s mocenstvom 2 až 5 (Be, Mg, Zn, Cd, Al atď.).
Zlúčeniny tohto typu (definoval ich anglický fyzik kovov Hume-Rothery) sa vyznačujú určitým pomerom valenčných elektrónov k počtu atómov: 3/2; 21/13; 7/4; každý pomer zodpovedá určitej kryštálovej mriežke.
Pri pomere 3/2 vzniká bcc mriežka (označená? - fáza) (CuBe, CuZn, Cu 3 Al, Cu 5 Sn, CoAl, FeAl).
Pri 21/13 majú komplexnú kubickú mriežku (52 atómov na bunku) - ? - fáza (Cu 5 Zn 8, Cu 31 Sn 8, Cu 9 Al 4, Cu 31 Si 8).
Na 7/4 je tesne zbalená šesťuholníková mriežka, označená? - fáza (CuZn 3, CuCd 3, Cu 3 Si, Cu 3 Sn, Au 3 Sn, Cu 5 Al 3).
Elektronické zlúčeniny sa nachádzajú v mnohých technických zliatinách – Cu a Zn, Cu a Sn (cín), Fe a Al, Cu a Si atď. Zvyčajne sú v systéme pozorované všetky tri fázy (?,?,?).
Elektrónové zlúčeniny majú určitý pomer atómov, kryštálová mriežka sa líši od mriežok zložiek - to sú znaky chemickej látky. spojenia. V zlúčeninách však neexistuje usporiadané usporiadanie atómov. S poklesom teploty (po zahriatí) dochádza k čiastočnému usporiadaniu, ale nie úplnému. Elektronické zlúčeniny sa tvoria so zložkami, ktoré tvoria tuhé roztoky v širokom rozsahu koncentrácií.
Preto by sa tento typ zlúčenín mal považovať za medziprodukt medzi chemickými zlúčeninami a tuhými roztokmi.
Tabuľka č. 1 - Elektronické pripojenia
Lavesove fázy
Majte vzorec AB 2 , vznikajú pri pomere atómových priemerov zložiek D A /D IN = 1,2 (zvyčajne 1,1-1,6). Lavesove fázy majú hcp hexagonálnu mriežku (MgZn 2 a MgNi 2, BaMg 2, MoBe 2, TiMn 2) alebo fcc (MgCu 2, AgBe 2, Ca Al 2, TiBe 2, TiCr 2). Tieto fázy sa vyskytujú ako vytvrdzovacie intermetalické fázy v superzliatinách.
- všetky kovy;
- veľa nekovov (inertné plyny, C , Si , B , Se , Ako , Te ).
Molekuly sa skladajú z:
- takmer všetky organické látky;
- malý počet anorganických: jednoduchých a zložitých plynov ( H2, O2 , O 3, N 2, F2, Cl2, NH3, CO, CO2 , TAK 3, SO2, N2O, NIE, NIE 2, H 2 S), a H2O, Br2, ja 2 a niektoré ďalšie látky.
Ióny sa skladajú z:
- všetky soli;
- mnohé hydroxidy (zásady a kyseliny).
Zložené z atómov alebo molekúl – z molekúl alebo iónov. Molekuly jednoduchých látok sú tvorené rovnakými atómami molekuly komplexných látok z rôznych atómov.
Zákon stálosti zloženia
Bol objavený zákon stálosti zloženia J. Proust v roku 1801:
Akákoľvek látka, bez ohľadu na spôsob jej výroby, má konštantné kvalitatívne a kvantitatívne zloženie.
Napríklad oxid uhoľnatý CO 2 možno získať niekoľkými spôsobmi:
- C + O2 \u003d t \u003d CO2
- MgCO3 + 2HCl \u003d MgCl2 + H20 + CO2
- 2CO + O2 \u003d 2CO2
- CaCO 3 \u003d t \u003d CaO + CO2
Avšak, bez ohľadu na spôsob prípravy, molekula CO 2 má vždy to isté zlúčenina: 1 atóm uhlíka A 2 atómy kyslíka.
Dôležité mať na pamäti:
- Opačné tvrdenie je, že určitá zlúčenina zodpovedá určitému zloženiu, nesprávne. napr. dimetyléter A etanol majú rovnaké kvalitatívne a kvantitatívne zloženie, odráža sa v najjednoduchší vzorec C2H60 sú to však iné látky, keďže majú inú štruktúru. Ich racionálne vzorce v polorozšírenej forme sa budú líšiť:
- CH3-O-CH3(dimetyléter);
- CH3-CH2-OH(etanol).
- Zákon stálosti zloženia prísne uplatniteľné len na zlúčeniny s molekulárnou štruktúrou ( daltonidy). Zlúčeniny s nemolekulárnou štruktúrou ( berthollids) majú často premenlivé zloženie.
Chemické zloženie komplexných látok a mechanických zmesí
zlúčenina (chemická zlúčenina) je látka zložená z atómov rôznych chemických látok.
Hlavné vlastnosti chemickej zlúčeniny:
- Jednotnosť;
- stálosť zloženia;
- stálosť fyzikálnych a chemických vlastností;
- Emisia alebo absorpcia počas tvorby;
- Nemožnosť oddelenia na jednotlivé časti fyzikálne metódy.
V prírode neexistujú absolútne čisté látky. V každej látke je aspoň zanedbateľné percento nečistôt. Preto sa v praxi vždy jedná o mechanické zmesi látok. Ak však obsah jednej látky v zmesi výrazne prevyšuje obsah všetkých ostatných, tak podmienečne predpokladá sa, že taká látka je jednotlivá chemická zlúčenina.
Prípustný obsah nečistôt v látkach vyrábaných priemyslom je určený normami a závisí od značky látky.
Všeobecne sa akceptuje nasledovné označovanie látok:
- tech - technické (vo svojom zložení môže mať až 20%; nečistoty);
- h - čistý;
- chda – vyčistiť na analýzu;
- hch - chemicky čisté;
- osch - vysoká čistota (prípustná miera nečistôt v kompozícii - až 10 -6 % ).
Látky, ktoré tvoria mechanickú zmes, sa nazývajú komponentov. V tomto prípade sa nazývajú látky, ktorých hmotnosť tvorí veľkú časť hmotnosti zmesi hlavné komponenty a všetky ostatné látky, ktoré tvoria zmes - nečistoty.
Rozdiely medzi mechanickou zmesou a chemickou zlúčeninou:
- Akákoľvek mechanická zmes môže byť rozdelená na jednotlivé časti fyzikálnymi metódami na základe rozdielu hustoty, body varu A topenie, rozpustnosť, magnetizovateľnosť a ďalšie fyzikálne vlastnosti zložky, ktoré tvoria zmes (napríklad zmes drevených a železných pilín možno oddeliť pomocou H20 alebo magnet)
- Nestálosť zloženia;
- nestálosť fyzikálnych a chemických vlastností;
- Heterogenita (aj keď zmesi plynov a kvapalín môžu byť homogénne, napríklad vzduch).
- Počas tvorby mechanickej zmesi nedochádza k uvoľňovaniu a absorpcii energie.
Stredná poloha medzi mechanickými zmesami a chemickými zlúčeninami je obsadená riešenia:
Pokiaľ ide o chemické zlúčeniny, roztoky sa vyznačujú:
- homogenita;
- uvoľňovanie alebo absorpcia tepla počas tvorby roztoku.
Pokiaľ ide o mechanické zmesi, roztoky sa vyznačujú:
- jednoduchosť separácie na východiskové látky fyzikálnymi metódami (napríklad odparením roztoku stolová soľ, dostupné samostatne H20 A NaCl);
- variabilita zloženia – ich zloženie sa môže značne líšiť.
Chemické zloženie podľa hmotnosti a objemu
Zloženie chemických zlúčenín, ako aj zloženie zmesí rôznych látok a roztokov sa vyjadruje v hmotnostných zlomkoch (hmot. %) a zloženie zmesí kvapalín a plynov navyše v objemových zlomkoch (objemové %).
Zloženie komplexnej látky, vyjadrené v hmotnostných zlomkoch chemických prvkov, sa nazýva zloženie hmoty podľa hmotnosti.
Napríklad zloženie H20 podľa hmotnosti:
To znamená, že sa to dá povedať chemické zloženie vody (hmotnostné): 11,11 % vodíka a 88,89 % kyslíka.
Hmotnostný podiel zložky v mechanickej zmesi (W)- je to číslo, ktoré ukazuje, aká časť zmesi je hmotnosťou zložky z celkovej hmotnosti zmesi, braná ako jednotka alebo 100 %.
W 1 \u003d m 1 / m (pozri), m (pozri) \u003d m 1 + m 2 + .... mn,
Kde m 1 je hmotnosť 1. (ľubovoľnej) zložky, n je počet zložiek zmesi, m 1 … m n sú hmotnosti zložiek, ktoré tvoria zmes, m (cm.) je hmotnosť zmesi.
Napríklad, hmotnostný zlomok hlavnej zložky :
W (hlavná zostava) =m (hlavný počítač) /m (pozri)
Hmotnostný podiel nečistôt:
W (približne) \u003d m (približne) / m (pozri)
Súčet hmotnostných zlomkov všetkých zložiek, ktoré tvoria zmes, sa rovná 1 alebo 100% .
Objemový zlomok plyn (alebo kvapalina) v zmesi plynov (alebo kvapalín) je číslo , ukazujúci, aký objemový diel je objem daného plynu (alebo kvapaliny) z celkového objemu zmesi, braný ako 1 alebo pre 100% .
Zloženie zmesi plynov alebo kvapalín, vyjadrené v objemových zlomkoch, sa nazýva objemové zloženie zmesi.
Napríklad, zloženie zmesi suchého vzduchu:
- Podľa objemu:W o ( N2) = 78,1 %, W obj. (02) = 20,9 %
- Podľa hmotnosti: W(N2) = 75,5 %,W(O2) = 23,1 %
Tento príklad jasne ukazuje, že je vždy správne uviesť, aby nedošlo k zámene podľa hmotnosti alebo podľa objemu je uvedený obsah zložky zmesi, pretože tieto čísla sa vždy líšia: podľa hmotnosti vo vzduchovej zmesi kyslíka sa ukazuje 23,1 % , a z hľadiska objemu - celkom 20,9%.
Riešenia možno vnímať ako zmesi z rozpustenej látky a rozpúšťadla. Preto je možné vyjadriť ich chemické zloženie, rovnako ako zloženie akejkoľvek zmesi v hmotnostných zlomkoch komponentov:
W (rozpustenie in-va) \u003d m (rozpustenie in-va) / m (roztok),
Kde
m (roztok) \u003d m (rozpúšťadlo in-va) + m (rozpúšťadlo)
alebo
m (p-ra) = p(r-ra) V (r-ra)
Zloženie roztoku vyjadrené ako hmotnostný zlomok rozpustenej látky (v % ), sa nazýva percentuálna koncentrácia toto riešenie.
Zloženie roztokov kvapalín v kvapalinách (napríklad alkohol vo vode, acetón vo vode) sa pohodlnejšie vyjadruje v objemových frakciách:
W približne % (sol. w) \u003d V (sol. w) V (roztok) 100 %;
Kde
V (r-ra) \u003d m (r-ra) / p (r-ra)
alebo približne
V (roztok) ≈ V (H2O) + V (roztok w)
Napríklad obsah alkoholu vo výrobkoch z vína a vodky sa neuvádza v hmotnosti, ale v objemové zlomky(% ) a zavolajte na toto číslo pevnosť piť.
Zlúčenina riešenia pevné látky v kvapalinách alebo plyny v kvapalinách nie sú vyjadrené v objemových zlomkoch.
Chemický vzorec ako zobrazenie chemického zloženia
Kvalitatívne a kvantitatívne zloženie látky sa zobrazuje pomocou chemický vzorec. Napríklad uhličitan vápenatý má chemický vzorec « CaCO3 » . Z tohto záznamu možno získať nasledujúce informácie:
- Počet molekúl – 1 .
- Množstvo hmoty – 1 mol.
- Kvalitatívne zloženie(aké chemické prvky tvoria látku) - vápnik, uhlík, kyslík.
- Kvantitatívne zloženie látky:
- Počet atómov každého prvku v jednej molekule látky: Molekula uhličitanu vápenatého sa skladá z 1 atóm vápnika, 1 atóm uhlíka A 3 atómy kyslíka .
- Počet mólov každého prvku na 1 mól látky: V 1 mol CaCO3(6,02 10 23 molekúl) obsahuje 1 mol (6,02 10 23 atómov) vápnika , 1 mol (6,02 10 23 atómov) uhlíka A 3 móly (3 6,02 10 23 atómov) chemického prvku kyslík )
- Hmotnostné zloženie látky:
- Hmotnosť každého prvku na 1 mol látky: 1 mol uhličitanu vápenatého (100 g) obsahuje chemické prvky: 40 g vápnika , 12 g uhlíka, 48 g kyslíka.
- Hmotnostné podiely chemických prvkov v hmote (zloženie látky v hmotnostných percentách):
W (Ca) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (1 40) / 100 \u003d 0,4 (40 %)
W (C) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (1 12) / 100 \u003d 0,12 (12 %)
W (O) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (3 16) / 100 \u003d 0,48 (48 %)
- Pre látku s iónovou štruktúrou (soli, kyseliny, zásady) - vzorec látky poskytuje informácie o počet iónov každý druh v molekule, ich množstvo A hmotnosť iónov v 1 mol látky:
- Molekula CaCO3 je tvorený iónom Ca 2+ a ión CO 3 2-
- 1 mol ( 6.02 10 23 molekuly) CaCO3 obsahuje 1 mol Ca2+ iónov A 1 mól iónov CO 3 2- ;
- Obsahuje 1 mol (100 g) uhličitanu vápenatého 40 g iónov Ca 2+ A 60 g iónov CO 3 2- ;
Bibliografia:
Pre chemickú zlúčeninu sú charakteristické tieto charakteristické znaky:
1) Kryštálová mriežka sa líši od mriežok komponentov, ktoré tvoria zlúčeninu.
2) V zlúčenine je vždy zachovaný jednoduchý násobný pomer jej zložiek. To nám umožňuje vyjadriť ich zloženie jednoduchým vzorcom A m B n, kde A a B sú zodpovedajúce prvky, n a m sú prvočísla.
3) Vlastnosti zlúčeniny sa výrazne líšia od vlastností jej zložiek.
4) Teplota topenia (disociácie) je konštantná.
5) Vznik chemickej zlúčeniny je sprevádzaný výrazným tepelným účinkom.
Chemické zlúčeniny sa tvoria medzi komponentmi, ktoré majú veľký rozdiel v elektrónovej štruktúre atómov a kryštálových mriežok.
Ako príklad typických chemických zlúčenín možno uviesť zlúčeniny horčíka s prvkami skupín IV-VI periodický systém: Mg 2 Sn, Mg 2 Pb, Mg 2 P, Mg 3 Sb, MgS a iné.
Zlúčeniny niektorých kovov s inými sú spoločný názov intermetalické zlúčeniny alebo intermetalické zlúčeniny.
Zlúčeniny kovu s nekovom (nitridy, oxidy, karbidy atď.) môžu mať kovové aj iónová väzba. Zlúčeniny, ktoré majú kovová väzba sa nazývajú kovové zlúčeniny.
Veľký počet chemických zlúčenín vytvorených v kovových zliatinách sa líši od typických chemických zlúčenín, pretože sa neriadia zákonmi valencie a nemajú konštantné zloženie. Zvážte najdôležitejšie chemické zlúčeniny vytvorené v zliatinách.
7.2.1 Fázy implementácie. Prechodné kovy (Fe, Mn, Cr, Mo atď.) vznikajú s uhlíkom, dusíkom, bórom a vodíkom, t.j. s prvkami s malým atómovým polomerom, zlúčeniny: karbidy, nitridy, boridy a hydridy. Majú spoločnú štruktúru a vlastnosti a často sa nazývajú penetračné fázy.
Interkalačné fázy majú vzorec M4X (Fe4N, Mn4N atď.), M2X (W2C, Fe2N, atď.), MX (WC, TiC, TiN, atď.).
Kryštalická štruktúra intersticiálnych fáz je určená pomerom polomerov atómov nekovu (R x) a kovu (RM). Ak R x / R M<59, то атомы в этих фазах расположены по типу одной из кристаллических решеток: кубической или гексагональной, в которую внедряются атомы неметалла, занимая в ней определенные поры.
Interkalačné fázy sú fázy rôzneho zloženia. Karbidy a nitridy majú vysokú tvrdosť. Kryštalická mriežka intersticiálnych fáz sa líši od mriežky kovu.
7.2.2. Elektronické zlúčeniny (Hume-Rotheryho fázy). Tieto zlúčeniny sa častejšie tvoria medzi jednomocnými (Cu, Ag, Au, Li, Na) kovmi alebo kovmi prechodných skupín (Fe, Mn, Co atď.), na jednej strane a jednoduchými kovmi s mocenstvom 2 až 5 (Be,
Mg, Zn, Cd, Al atď.), na druhej strane. Zlúčeniny tohto typu majú určitý pomer počtu valenčných elektrónov k počtu atómov, t.j. určitá koncentrácia elektrónov. Tieto pomery, ako ukázal anglický fyzik kovov Hume-Rothery, môžu byť 3/2, 21/13 a 7/4 a každý pomer zodpovedá určitej kryštálovej mriežke: kubickej alebo šesťuholníkovej mriežke centrovanej na telo, komplexnej kubickej mriežke a kubickej mriežke centrovanej tvárou.
7.2.3 Lavesove fázy. Tieto fázy majú vzorec AB 2 a vznikajú medzi prvkami, ktorých atómové priemery sú približne v pomere 1:1,2. Napríklad MgZn 2, TiCr 2 a iné.. Lavesove fázy sa vyskytujú ako tvrdnúce intermetalické látky v žiaruvzdorných zliatinách.
Pevné riešenia
Tuhé roztoky sú fázy, v ktorých si jedna zo zložiek zliatiny zachováva svoju kryštálovú mriežku a atómy iných (alebo iných) zložiek sa nachádzajú v mriežke prvej zložky (rozpúšťadla) a menia jej veľkosť. Tuhý roztok pozostávajúci z niekoľkých zložiek má teda jeden typ mriežky a predstavuje jednu fázu. Navyše tuhý roztok neexistuje v určitom pomere zložiek (ako v chemickej zlúčenine), ale v rozmedzí koncentrácií.
Rozlišujte medzi tuhými roztokmi .
Pri tvorbe pevných substitučných roztokov atómy rozpustenej zložky nahradia časť atómov rozpúšťadla v jeho kryštálovej mriežke (obr. 26, b).
Keď sa vytvorí intersticiálny tuhý roztok (obr. 26, V) atómy rozpustenej zložky sa nachádzajú v intersticiálnych priestoroch (prázdnych priestoroch) kryštálovej mriežky rozpúšťadla.
Obr.26. BCC kryštálová mriežka: A- čistý kov b- tuhý substitučný roztok, V- tuhý intersticiálny roztok; A - atómy základného kovu, B - substitučné atómy, C - intersticiálne atómy.
Kovy sa môžu v rôznej miere vzájomne rozpúšťať v pevnom stave a vytvárať substitučné tuhé roztoky s obmedzenou alebo neobmedzenou rozpustnosťou. Pevné roztoky s neobmedzenou rozpustnosťou vznikajú za nasledujúcich podmienok:
1) Komponenty musia mať rovnaký typ (izomorfných) kryštálových mriežok.
2) Rozdiel v atómových veľkostiach komponentov by mal byť nevýznamný a nemal by presiahnuť 10-15%.
3) Komponenty musia patriť do rovnakej (alebo súvisiacej) skupiny periodickej sústavy prvkov.
V niektorých zliatinách (napríklad Cu-Au, Fe-Al), ktoré tvoria substitučné roztoky pri vysokých teplotách (s náhodným striedaním atómov komponentov), dochádza k procesu redistribúcie atómov pri pomalom ochladzovaní alebo dlhotrvajúcom zahrievaní pri určitých teplotách. Tuhé roztoky, ktoré sú stabilné pri relatívne nízkych teplotách, sa nazývajú usporiadaný tuhé roztoky, príp nadstavby. Usporiadané tuhé roztoky možno považovať za medzifázové fázy medzi tuhými roztokmi a chemickými zlúčeninami. Na rozdiel od chemických zlúčenín je kryštalická mriežka usporiadaných tuhých roztokov mriežkou rozpúšťadla. Vznik usporiadaných tuhých roztokov je sprevádzaný zmenou fyzikálnych a mechanických vlastností. Pevnosť sa zvyčajne zvyšuje a ťažnosť klesá.
Schopnosť vytvárať tuhé roztoky je vlastná nielen čistým prvkom, ale aj chemickým zlúčeninám. V týchto prípadoch je kryštalická mriežka chemickej zlúčeniny zachovaná, ale nadbytočný počet atómov jednej zo zložiek môže nahradiť určitý počet atómov inej zložky. Okrem toho sa v jednotlivých uzloch môžu súčasne objaviť neobsadené miesta - dutiny. Tuhé roztoky založené na chemických zlúčeninách, ktorých tvorba je sprevádzaná objavením sa prázdnych priestorov na miestach mriežky, sa nazývajú subtrakčné roztoky.
SÚHRN
Pod zliatina znamená látku získanú fúziou dvoch alebo viacerých prvkov.
Súbor fáz, ktoré sú v rovnováhe, sa nazýva systém. fáza nazývané homogénne zložky systému, ktoré majú rovnaké zloženie, kryštálovú štruktúru a vlastnosti, rovnaký stav agregácie a sú oddelené od komponentov rozhrania. Pod štruktúru pochopiť tvar, veľkosť a charakter vzájomného usporiadania fáz v kovoch a zliatinách. Komponenty v zliatine môžu tvoriť mechanické zmesi, chemické zlúčeniny alebo tuhé roztoky.
mechanická zmes dve zložky sa tvoria, keď nie sú schopné vzájomného rozpúšťania v pevnom stave a nevstupujú do chemickej reakcie za vzniku zlúčeniny.
Chemické zlúčeniny vznikajú medzi komponentmi, ktoré majú veľký rozdiel v elektrónovej štruktúre atómov a kryštálových mriežok. Štruktúra a vlastnosti chemickej zlúčeniny sa líšia od štruktúry a vlastností zložiek, ktoré ju vytvorili.
Najdôležitejšie chemické zlúčeniny vznikajúce v zliatinách sú:
Fázy implementácie
Elektronické pripojenia (Hume-Rotheryho fázy)
Lavesove fázy
tuhé roztoky nazývané fázy, v ktorých si jedna zo zložiek zliatiny zachováva svoju kryštálovú mriežku a atómy ostatných (alebo iných) zložiek sa nachádzajú v mriežke prvej zložky (rozpúšťadla), čím sa mení jej veľkosť.
Rozlišujte medzi tuhými roztokmi substitúcie, vloženia a odčítania.
Kontrolné otázky
1. Čo je zliatina?
2. Definujte pojmy "fáza", "systém", "štruktúra".
3. Kedy vzniká v zliatine mechanická zmes komponentov a kedy chemická zlúčenina?
4. Čo sú tuhé roztoky? Aké druhy tuhých roztokov poznáte?
8. STAVOVÝ DIAGRAM
stavový diagram je grafické znázornenie stavu zliatiny. Stavové diagramy sú zostavené pre rovnovážne podmienky alebo podmienky, ktoré sú im dostatočne blízke. Preto stavový diagram možno nazvať aj rovnovážnym diagramom.
Rovnovážny stav zodpovedá minimálnej hodnote voľnej energie. Tento stav možno dosiahnuť pri absencii prehriatia alebo prechladenia zliatiny. Stavový diagram je teoretický prípad, pretože rovnovážne premeny (bez podchladenia alebo prehriatia) v praxi nedokážu
sya. V praxi sa zvyčajne používajú transformácie prebiehajúce pri nízkych rýchlostiach ohrevu alebo ochladzovania.
Všeobecné zákony upravujúce koexistenciu stabilných fáz možno matematicky vyjadriť ako pravidlá fázy alebo Gibbsov zákon.
Fázové pravidlo udáva kvantitatívny vzťah medzi stupňom voľnosti systému a počtom fáz komponentov.
Pod počet stupňov voľnosti (rozptyl) systémy chápu množstvo vonkajších a vnútorných faktorov (teplota, tlak, koncentrácia), ktoré možno meniť bez zmeny počtu fáz v systéme.
Pravidlo fázy.
C \u003d k - f + 2
S- počet stupňov voľnosti, k- počet komponentov, f- počet fáz, 2 je počet vonkajších faktorov.
Fázové pravidlo platí len pre rovnovážny stav.
Nezávislé premenné v rovnici fázového pravidla sú koncentrácia, teplota a tlak. Ak predpokladáme, že všetky premeny v kove prebiehajú pri konštantnom tlaku, potom sa počet premenných zníži o jednu.
C \u003d k - f + 1
Príklad. Pozrime sa, ako sa mení stupeň voľnosti jednozložkového systému ( k=1) pre prípad kryštalizácie čistého kovu. Keď je kov v tekutom stave, t.j. f=1(jedna fáza je kvapalina), počet stupňov voľnosti je 1. Teplota sa v tomto prípade môže meniť bez zmeny stavu agregácie. V čase kryštalizácie f=2(dve fázy – tuhá a kvapalná), C=0. To znamená, že obe fázy sú pri presne definovanej teplote (bode topenia) v rovnováhe a nemožno ju meniť, kým jedna fáza nezmizne, t.j. systém sa nestane monovariantným ( C = 1).
