■4,65. (У.56)

В табл. 24 приведены величины десятичных логарифмов констант равновесия для различных температур, полученные расчетом по формулам (У.52), (У.54) и экспериментально. Как видим, расчетные величины хорошо совпадают с опытными данными, особенно при расчете по уравнению (У.52).

§ 34. ЯВЛЕНИЯ В ЖИДКИХ СРЕДАХ И НА ПОВЕРХНОСТЯХ РАЗДЕЛА ФАЗ

В зоне сварки плавлением весьма важное значение имеют процессы, протекающие в жидких фазах и на границе раздела фаз. Фазой в физической химии называется однородная часть системы, отделенная от других ее частей видимыми поверхностями раздела. Фазами в зоне сварки являются газовая среда, жидкий шлак, жидкий и твердый металлы.

К числу важнейших процессов в зоне сварки следует отнести взаимодействие жидких фаз с газами и оксидами.

Растворение газов. Допустим, что есть двухфазная система, состоящая из газовой и жидкой фаз, и один из компонентов газовой фазы может растворяться в жидкой фазе.

При заданной температуре скорость растворения газа в жидкой фазе можно считать пропорциональной его парциальному давлению р в газовой фазе, а скорость его удаления из жидкости уг — пропорциональной его концентрации С в жидкой фазе. Для равновесных ус/ювий, когда ух = &г, получим

Кр — КС, или — =

т. е.

С = Лр,(У.57)

где к — константа Генри, определяющая растворимость газа в жидкости при данной температуре; & = ~ ;

р— парциальное давление газа в газовой фазе, а/я.

Эта зависимость была установлена Генри и названа законом Генри. Закон Генри справедлив лишь при малой растворимости и в том случае, если растворенный газ не вступает с жидкостью в химические реакции. Этот закон применим к идеальным и разбавлен-

ным растворам и допускает любой способ выражения концентрации (моль! л, мольные доли и др.).

В жидком металле растворяются газы, находящиеся в атомарном состоянии, и те из них, которые имеют незаполненные валентные оболочки (Н, г\!) и не образуют с металлом ионных связей (подобно кислороду). Обычным состоянием таких газов является молекулярное, поэтому перед растворением должна пройти их диссоциация, т. е. Г2 *= 2Г, с константой равновесия

Подставляя значение парциального давления газа рг в уравнение (У.57), получим зависимость, известную как закон Сивертса:

С = к УКрТР, = к' УрТгУЩ

Здесь к' — константа растворимости, она зависит от температуры и природы растворителя; зависимость от температуры та же, что и константы равновесия химической реакции:

йТ ИТ2'

где АЯ — изменение энтальпии при растворении.

При растворении газов в жидком металле в большинстве случаев АЯ 0, поэтому с повышением температуры их растворимость возрастает.

Закон распределения вещества в несмешивающихся растворителях. Рассмотрим систему, состоящую из двух жидких фаз А и В, не растворяющихся одна в другой, и третьей — газовой фазы, один из компонентов которой может растворяться как в фазе А, так и в фазе В.

В соответствии с законом Генри можно записать, что концентрация газа в каждой из фаз при одной и той же температуре

С а — Кр; Св = Кр,

откуда следует, что

^ = А = ь = соті.(У60)

Постоянная Г называется коэффициентом или константой распределения, а соотношение (У .60) является математическим выражением закона распределения Нернста. Этот закон применим к веществу, находящемуся в любом агрегатном состоянии, если оно растворимо в двух соприкасающихся жидких растворителях. Формулировка закона распределения такова: «Каждое вещество распределяется между двумя растворителями так, что отношение концентраций его в обоих растворителях остается постоянным». Следует при этом иметь в виду, что если в двух несмешивающихся