ФАЗОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ СИСТЕМЫ К2SO4-К2CO3-КHCO3-КF-H2O ПРИ 250С Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Сведение об авторах:

Джабборзода Б. - аспирант кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им.С. Айни. Телефон (+992)-981-08-77-31.

Жумаев М.Т. - к.х.н., доцент кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета. им. С. Айни. Телефон: (+992)-90-44-44-100. E-mail: [email protected]

About authors:

Dzabborzoda B. - Applicantfor the Departament of General and Inorganic Chemistry, Tajik State Pedagogical University named after SAini. Phone: (+992)-981-08-77-31. Jumaev M.T. - Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Departament of General and Inorganic Chemistry, Tajik State Pedagogical University named after SAini. Phone: (+992)-90-4444-100. E-mail: [email protected].

УДК. 541.123.7

КОМПЛЕКСИ ФАЗАГИИ СИСТЕМАИ K2SO4-K2CO3-KHCO3-KF-H2O ДАР ^АРОРАТИ 250C

СолиевЛ., ИбрагимоваБ.М., Мусоцонзода Ц.М., НизомовИ.М.

Донишгощ давлатии омузгории Тоцикистон ба номи САйни

Х,амагуна равандхои химиявй дар доираи системахои химиявй, ки як кисми шартан махдудкардашудаи фазо мебошанд, амалй мешаванд. ^онуниятхои дар системахои химиявй чой доштаро бо ёрии диаграммахои холатй ифода менамоянд. Диаграммахои холатии системахои химиявии то чор компонент доштаро бо ёрии фигурахои геометрии сеченака ифода намудан мумкин аст. Ифодаи диаграммахои холатии системахои химиявии панч ва аз ин зиёд компонента бо ёрии фигурахои геометрии сеченака гайриимкон мебошад. Бинобар ин коркарди усулхои нави тахкики системахои бисёркомпонента яке аз проблемахои мухимтарини химия мебошад. Х,алли ин проблема на танхо ахамияти илмй, балки ахамияти бузурги амалй низ дорад. Ахамияти амалии халли ин проблема аз он бармеояд, ки аксарияти ашёхои табий ва техникй (партовхои саноатй) таркиби химиявии мураккаб доранд ва бинобар коркарди онхоро ба рох мондан, дар асоси донистани конуниятхои мувозинатхои фазагии системахои бисёркомпонента амалй карда мешаванд.

Барои халли ин проблема аз тарафи Солиев Л. усули нави омузиши системахои химиявй, усули транслятсия пешниход карда шудааст. Усули транслятсия аз принсипи хамгиро, ки дар як диаграмма чой доштани элементхои геометрии n ва n+1 компонентаро дар назар дорад [1], бармеояд. Усули транслятсия имконият медихад, ки дар асоси мувозинатхои фазагии системаи умумии n+1 компонета пешгуй карда шуда, диаграммаи он сохта шавад [2-5].

Системаи панчкомпонентаи K2SO4-K2CO3-KHCO3-KF-H2O яке аз кисмхои таркибии системаи шашкомпонентаи Na,K//SO4,CO3,HCO3,F-H2O, ба хисоб рафта, конуниятхои мувозинатхои фазагии он шароитхои коркарди галургии ашёи хомро, ки дорои намакхои сулфатхо, карбонатхо, гидрокарбонатхо ва фторидхои натрию, калий мебошанд ва инчунин коркарди партовхои моеъи саноати алюминийро муайян мекунанд [6, 7].

Дар маколаи мазкур, маълумот оиди тахкики мувозинатхои фазагии системаи панчкомпонентаи K2SO4-K2CO3-KHCO3-KF-H20 дар харорати 00 оварда шудааст. Тадкикодхо исбот намудаанд [814], ки зимни омузиши системахои химиявй бо усулхои гуногун, аз чумла бо усули энергияи минимизатсионии Гиббс, натичаи боэътимодро хангоми омузиши системахои химиявии то чоркомпонента ба даст овардан мумкин. Ба акидаи тадкикотчиён хангоми зиёдшавии компонентнокии система то панч ва аз он зиёд, натичахои бадастомада эътимоднокии худро гум мекунад ва ин усул имкон намедихад, ки дар асоси натичахои зимни тадкикот бадастоварда диаграммахои системахои химиявй сохта шавад.

Системаи панчкомпонентаи K2SO4-K2CO3-KHCO3-KF-H2O, аз системахои чоркомпонентаи: K2SO4-K2CO3-KHCO3-H2O; K2SO4-K2CO3-KF-H2O; K2SO4-KHCO3-KF-H2O ва K2CO3-KHCO3-KF-H2O таркиб ёфтааст.

Тахлили адабиёт [15,16] нишон медихад, ки системаи K2SO4-K2CO3-KHCO3-KF-H2O дар сатхи секомпонентагй кисман омухта шуда, вале барои сатхи чор-панчкомпонентагй дар харорати 250 маълумот мавчуд нест.

Маълумот оид ба мувозинатхои фазагй дар нуктахои нонвариантии сатхи чоркомпонентагии системаи K2SO4-K2CO3-KHCO3-KF-H2O бо фазахои сахти мувозинатиашон дар чадвали 1 оварда шудааст.

Фaзaxoи caхги мyвoзинaгии caix^ чopкoмпoнентaгии cиcтемaи

K2SO4-K2CO3-KHCO3-KF-H2O дap xapopaTO 250_

Сиcтемa ^кт^^и нoнвapиaнтй Фaзaxoи caxти мyвoзинaтй

K2SO4-KHCO3-KF-H2O E14 Ap + Kc + Кб

K2CO3-KHCO3-KF-H2O E24 Kc + Кб + S

Ез4 К-1,5 + Кб + S

K2SO4-K2CO3-KF-H2O E44 Ap + К-1,5 + Кб

K2SO4-K2CO3-KHCO3-H2O E54 Ap + S + К

Еб4 Ap + S + К-1,5

Дap чaдвaл Ba минбaъд E ишopaи нyкгaи ramap^n^ бyдa, дapaчaи oн кoмпoненгнoкии OTGTCMa, индекcaш paкaми гapгибии нyкгaи TOrnap^^^o ифoдa мекyнaд. Бapoи cиcгемaи oмyxтaшaвaндa чунин ишopaxoи шapгй кaбyл шyдaaнд: K2SO4 - apкaнит (Ap); K2CO31,5 H2O -K/1,5; KHCO3K2CO3 1,5H2O - S; KHCO3 - ^теинит (Kc); KF - кapoбииг (Кб).

Бo иcтифoдa as дaлелxoи 4aABan, ки дap oн acocaн Ma^nyMOT oиди фaзaxoи caхги мyвoзинaгй дap пукт^^и нoнвapиaнтии cиcтемaxoи чopкoмпoнентa мебoшaд, киcми нaмaкии диaгpaммaи мyвoзинaтxoи фaзaгии cиcтемaи K2SO4-K2CO3-KHCO3-KF-H2O дap xapoparn 25 О, бapoи caix^ чоркомпонентагй, дар шакли «призмаи кушод» сохта шудааст.

KF_KHCOj_кр

K-,SC>4

KF

Расми 1. Призмаи кушоди диаграммаи мувозинатхои фазагии сисгемаи K2S04-K2C03-KHC03-

KF-H2O дap xapoparn 250 Бaъд aB муш^^^нии мaйдoнxoи кpиccтaлизaтcиoнии мyвoфик, диaгpaммaи мyвoзинaтxoи фaзaгии cиcтемaи K2SO4-K2CO3-KHCO3-KF-H2O дap ca^ чopкoмпoнентaгй coxra. шyдa, дap расми 2 оварда шудааст.

Рacми 2. Диaгpaммaи мyвoзинaтx,oи фaзaгии cиcтемaи K2SO4-K2CO3-KHCO3 -KF-H2O дap

caix^ чopкoмпoнентaгй

Диaгpaммaи мaзкyp хдмчун бaзa, бapoи coхтaни диaгpaммaи мyвoзинaтx,oи фaзaгии cиcтемaи тax,кикшaвaндa дap caix^ пaнчкoмпoнентaгй бa шyмop paфтa, дap acocи oн диaгpaммaи ин cara, coxxa мешaвaд. Бapoи хaтxoи MoTOBap^m™ бaйни нyкгaxoи нoнвapиaнтaи cиcтемaxoи чopкoмпoнентa гyзapaндa, чунин фaзaxoи caхти мyвoзинaтй xoc мебoшaнд:

19S

I и - Б+=ЬЬ+Ко;

I и -

I и - I1 = Кс -+-

ЕР- I , ' =3-1- ЬСос

I - '- Е5+= КЬ-ь

I а1- Ь+=К-1,5+К&

I 'л1- Ь+=К1р+5

I ^ -

I •- 11.'= . Чр -+-

Дар натичаи илова намудани компонента панчум ба системахои чоркомпонента, элементной геометрии системахои чоркомпонента андозаи худро ба як ченак зиёд мекунанд (зиёдшави аз хисоби консентратсияи моддахо ба амал меояд). Мисол, нуктахои нонвариантии сатхи чоркомпонента андозаашро ба як ченак зиёд намуда, ба хати моновариантй табдил меёбанд. Хатхои моновариантии хосилшуда дар сатхи панчкомпонентагй дар нуктахои нонвариантии сатхи панчкомпонента вохурда, майдонхои дивариантиро сарбаст мекунанд. Транслятсияи нуктахои нонвариантии сатхи чоркомпонента, бо таври математики чунин ишора карда мешаванд:

Е!4 + Е;4 + ------------► = &

Е|4 + Ез4+Ь+___________Е5 = К-1,5+&^.Ар+К6.

Дар асоси далелхои мавчуда, маротибаи аввал бо усули транслятсия, диаграммаи мувозинатхои фазагии системаи панчкомпонентаи К2804-К2С0з-КНС0з-КБ-Н20 дар харорати 25 °С сохта шудаасг, ки сатхи чор-панчкомпонентаи он дар расми 3 оварда шудаасг.

кб-(- Кс

ЬС - ^ —I— Кб

—«- 1С - 1,5

Расми 3. Диаграммаи мувозинатхои фазагии сатхи чор-панчкомпонентаи системаи К2804-К2С0з-КНС0з-КЕ-Н20 дар харорати 250С

Аз диаграммаи сохташуда мушохида мешавад, ки хатхои моновариантии он табиати сехела доранд, ки ин аз принсипхои асосхои тахлили физико-химиявй бармеояд [17]. Хатхои яклухти борик хатхои моновариантии сатхи чоркомпонентагии системаи омухташаванда буда, байни нуктахои нонвариантии сатхи чоркомпонентагй мегузаранд. Хатхои пунктирй бошанд, ифодагари нуктахои транслятсияшудаи сатхи чоркомпонентагй ба сатхи панчкомпонентагй буда, тирча самти транслятсияро нишон медихад. Хатхои яклухти гафс низ, хатхои моновариантй ном дошта, байни нуктахои нонвариантии сатхи панчкомпонентаи системаи омухташаванда мегузаранд. Дар диаграммаи омухташаванда ин намуди хат якто буда, барои он чунин мувозинати фазагй хос асг:

Е15 Б+Кб+Ар Еь5.

Тахлили диаграммаи мувозинатхои фазагии системаи КгБО^КгСОз-КНСОз-КТ-НгО барои харорати 25 °С, ки бо усули транслятсия сохта шудааст, нишон медихад, ки барои он чунин элементхои геометрй хос мебошанд: нуктахои нонвариантй - 2; хатхои моновариантй - 7; майдонхои дивариантй - 9.

Контури майдонхои дивариантии системаи K2S04-K2C03-KHC03-KF-H20 барои харорати 25 °С, дар чадвал 2 оварда шудаанд.

Ч,адвали 2

Контури майдонхои дивариантии системаи K2S04-K2C0з-KHC0з-KF-H20 барои харорати 25 °С

Фазахои мувозинатЯ ^Сонтури маидонхои дсРаСМант:и ^^аза^о^ мувозинатЯ ^Сонтури маидон^ои ^СраСМи^З:»^

Кб + Кс Е41------------— Е51 1 т Е42-------------------• ^С - 1,5 + Кб ЕЕ4з-------------^ Е Е44-------------------1 52

Кб + ^^р Е41------------—Е51 1 1 Е44------------— Е52 S + ^С - 1,5 ,Е4з-------------— Е Е46-------------------- 52

Ар + ККс ЕЕ41------------ Е45------------------ !51 Ар + К - 1,5 ЕЕ44-------------—-- е Е46-------------------- 52

S + Кб Е Е ------------ 1 ------------—- Е52 Ар + S Е45-------------— Е51 1 1 -------------

Кс + S -------------- Е 1 ' Е45------------------

АДАБИЁТ

1. Я.Г. Горощенко Массцентрический метод изображения многокомпонентных систем. -Киев: Наукова думка, 1982. -264 с.

2. Л. Солиев Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа методом трансляции (Кн-1). ТГПУ им. К. Джураева, Душанбе: 2000. 247 с.

3. Л. Солиев Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа методом трансляции (Кн-2). Душанбе: «Шучоиён» 2011. 147 с.

4. Л. Солиев Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа методом трансляции (Кн-3). Душанбе: «Эр-Граф», 2019. 237 с.

5. Л. Солиев, М.Т. Жумаев Строение фазового комплекса и растворимость водно-солевой системы из сульфатов, карбонатов, гидрокарбонатов натрия и кальция. -Душанбе: «Балогат», 2020. 212с.

6. В.А. Морозова, Э.П. Ржечицкий // Журнал прикладной химии. 1976. Т. 49. № 5. С. 1152.

7. В.А. Морозова, Э.П. Ржечицкий // Журнал неорганической химии. 1977. Т. 22. № 3. С.873.

8. C. Harrie and J.H. Wears The prediction of mineral to lablities natural wate the Na-K-Mg-Ca-SO4-H2O System from zero to high concentition at 250C. Goochim at cosmochim Acta. 1980. V.44, № 7, PP 981-997.

9. H.P. Eugster, C.E. Harvie and J.H. Weare Mineral equilibria in a six-component seawater system Na-K-Mg-Ca-Cl-SO4-H2O at 250C.-Geochim at Cogmochim. Acta. 1980. V.44, № 9, PP 1335-1347.

10. H.P. Eugster, C.E. Harvie and J.H. Weare Mineral equilibria in the six-component seawater system Na-K-Mg-Ca-Cl-SO4-H2O at 250C. II Compositions of the Saturated Solutions. -Ceochim. At Cosmochim Acta. 1982. V.46, № 9, PP 1603-1618.

11. N.S. Pitser Thermodynamics of electrolytes. Theoretical basic and general aquations. J. Phys. Chem 1973. V.77, № 2, PP 268-277.

12. K.S. Pitser, G. Mayarga Termodynamics of electrolytes with onler both Jons univalent. J. Phys. Chem. 1973. V.77, № 19, PP 2300-2308.

13. K.S. Pitser, G. Mayarga Termodynamics of electrolytes III. Activity and osmotic coefficients 2-2 ele rolytes. J. Solitions. Chem. 1974. V.3, № 7, PP 359-366.

14. K.S. Pitser, J. Kim Termodynamcs of electrolytes IV. Activity and osmotic coefficients for mixed electrolytes. -J. Amer. Chem. Soc., 1974. V.96, № 18, PP 5701-5707.

15. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем. Т.1, Кн. 1-2, СПб: Химиздат, 2003. 1152 с.

16. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем. Т. II, кн. 1,2. -СПб.: Химиздат, 2004. -1247 с.

17.В.Я. Аносов, М.И. Озерова, Ю.Я. Фиалков Основы физико-химического анализа. М: Наука, 1976. -503 с.

ФАЗОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ СИСТЕМЫ K2SO4-K2CO3-KHCO3-KF-H2O ПРИ 250С

Методом трансляции исследован фазовый комплекс пятикомпонентной системы K2SO— K2CO3-KHCO3-KF-H2O при 250С. Установлено, что для исследованной системы при данной температуре характерно наличие 2 нонвариантных точек, 7 моновариантных кривых и 9 дивариантных полей.

Ключевые слова: система, метод трансляции, компонент, диаграмма, геометрические образы.

THE PHASE COMPLEX SYSTEM OF K2SO4-K2CO3-KHCO3-KF-H2O AT 250С

The phase complex of the five-component system K2SO4-K2CO3-KHCO3-KF-H2O at 250C was studied by the translation method. It was found that the system under study at a given temperature is characterized by the presence of 2 invariant points, 7 monovariant curves, and 9 divariantfields.

Key words: system, translation method, component, diagram, geometric images.

Сведение об авторах:

Мусоджонзода Дж. - к.х.н., доцент кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им.С. Айни. E-mail: [email protected]. Телефон: (+992) 918-25-56-12.

Низомов И. -.-кандидат химических наук, доцент кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. Садриддина Айни, Тел. +992-93-507-55-58. About the authors:

Ibragimova B.M. - Applicant for the Departament of General and Inorganic Chemistry, Tajik State Pedagogical University named after SAini. Phone: (+992)-988-88-55-58. E-mail: ibragimova. bibigul@bk. ru

Nizomov I.-Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department of the General and Inorganic Chemistry of Tajik State Pedagogical University named after Sadriddin Aini. Phone: +992-93-507-55-58.

УДК 541.123.6

ТАХДИЛИ МУЦОИСАВИИ ДИАГРАММАМ ХДЛШАВАНДАГИИ СИСТЕМАМ Na,Ca//SO4,CO3-H2O ДАР ХДРОРАТХОИ 0, 25 ВА 500С

СолиевЛ,Жумаев М. Т., МахмадовХ.Р., МузафароваД.З., ОлимцоноваН.В.

Донишгощ давлатии омузгории Тоцикистон ба номи Садриддин Айни

Системаи чоркомпонентаи Na,Ca//SO4,CO3-H2O яке аз чузъхои таркибии системаи шашкомпонетаи нисбатан мураккаби Na,Ca//SO4,CO3,HCO3,F-H2O мебошад. ^исмхои таркибии системаи шашкомпонентаи номбурда асоси партовхои моеъи саноати истехсоли алюминий буда, аз сулфатхд карбонатхо гидрокарбонатхо ва фторидхои калий, калсий ташкил ёфтаанд.

Барои системаи чоркомпонентаи муовизаи Na,Ca//SO4,CO3-H2O дар хароратхои 0, 25 ва 500С чунин фазахои сахти мувозинатй хос мебошанд: Мб - мирабилит - Na2SO4l0H2O (0, 250C); Те -тенардит - Na2SO4 (500C); С10 - декагидрати карбонати натрий - Na2CO3l0H2O (0, 250C); С1 -моногидрат карбонати натрий - Na2CO3*H2O (500C); Бр - беркеит - 2Na2SO4-Na2CO (500C); Cc -калсит СаСО3 (0, 25, 500C); Гб - глауберит Na2SO4CaSO4 (25, 500C). Гл - гейлюссит Na2CO3 CaCO3 5H2O (0, 250C); Пр - пирсонит Na2CO3 CaCO3^H2O. (500C). Дар омузиши халшавандагии системаи чоркомпонентаи муовизаи Na,Ca//SO4,CO3-H2O зимни ичрои тачриба чунин реактивхо истифода шудаанд: Na2SO4 • 10H2O (аз чихати химиявй тоза), Na2C03 (тоза), СаСО3 (тоза), СаSO4 (тоза).

Бо истифода аз маълумотхои адабиёт [1, 2] мо дар ибтидо намунаи махлули сери нуктахои нонвариантии барои системахои секомпонентаи Na2S04-Na2C03-H20, СаS04-CaС03-H20, Na2SO4-СаSO4-H2O ва Na2СО3-СаСО3-Н2О хосро (барои хароратхои 0, 25 ва 500С) омада намудем. Сониян махлулхои сери системахои секомпонентае, ки системаи чоркомпонентаро ташкил медихад бо тахшинхояшон, мутоби; ба талаботи усули транслятсия якчоя карда, дар хароратхои 0, 25 ва 500С дар термостати тамгаи U-8 омезиш додем. Омезишро бо ёрии омехтакунаки магнитй PD-09 дар муддати 70-100 соат то ба мувозинат омадани фазахои мувозинатии система давом додем [3]. Х,ароратро бо хароратсанчи контактй то фаркияти ±0.10С назорат кардем. Кристаллизатсияи фазахои сахти хосилшударо бо ёрии микроскопи «ПОЛЛМ-P 311» назорат кардем, баъди ба мувозинат омадани система фазахои сахтро бо ёрии аксбардори тамгаи «SONY-DSC- S500» аксбардорй намудем. Натичахои тахлили кристаллооптикии [4] фазахои сахт барои майдонхо ва нуктахо дар расми 1 оварда шудаасг.