Фазовые равновесия системы CaSO4 -СаСО3 - саѓ2 - H2O при 50оС Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 10/2017 ISSN 2410-700Х_

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 541.123.6

Солиев Лутфулло,

доктор химических наук, профессор кафедры «Общая и неорганическая химия»

ТГПУ им. С.Айни, г. Душанбе, Республика Таджикистан.

E-mail: Soliev.lutfullo@yandex.com Усмонов Мушаммадсалим Бозорович, кандидат химических наук, заведующий кафедры «Химических технологии и экологии»

ТГПУ им. С.Айни, г.Душанбе, Республика Таджикистан.

E-mail: usmonov.86@mail.ru Джумаев Маъруфджон Тагаймуродович, старший преподаватель кафедры «Общая и неорганическая химия» ТГПУ им. С.Айни,

г. Душанбе, Республика Таджикистан.

E-mail: Jumaev_m@bk.ru Мухторов Парвиз Алимашмадович, магистр кафедры «Химических технологии и экологии» ТГПУ им. С.Айни,

г. Душанбе, Республика Таджикистан.

ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМЫ CaSO4 -СаСОз - СаГз - H2O ПРИ 50оС

Аннотация

Методом трансляции исследованы фазовые равновесия системы CaSO4 -СаСО3 - СаГ - H2O при 50оС. Установлено, что для неё характерно наличие 1 нонвариантной точки, 3 моновариантных кривых и 3 дивариантных полей. Построена замкнутая фазовая диаграмма исследованной системы при 50оС

Ключевые слова

метод трансляции - фазовые равновесия -компоненты - диаграмма - геометрические образы -нонвариантные точки - моновариантные кривые - дивариантные поля.

Знание состояния фазовых равновесий в приведенной системе необходимо не только для установления закономерностей, регулирующих фазовые равновесия в ней но и для разработки оптимальных условий галургической переработки минерального сырья и отходов химической промышленности, содержащих сульфаты, карбонаты и фторида кальция.

Как показывает анализ литературы [1] данная система не исследована. Нами она изучалась методом трансляции, который вытекает из принципа совместимости элементов строения частных составляющих и общей системы в одной диаграмме [2]. Метод трансляции предусматривает, что с увеличением компонентности системы с n до n+1 элементы строения n - компонентных систем увеличивают свою размерность, трансформируются и переносятся (транслируются) на уровень n+1 компонентного состава. На уровне n+1 компонентного состава транслированные элементы n - компонентных систем в соответствии с своими топологическими свойствами и правила фаз Гиббса, [3] взаимно пересекаясь образуют элементы строения n+1 компонентного уровня системы.

Применения метода трансляции для прогнозирования фазовых равновесий в многокомпонентных системах и построения их фазовых диаграмм более подробно рассмотрены в работах [4,5].

Четырёхкомпонентная система CaSO4 -СаСО3 - СаГ2 - H2O включает следующие трёхкомпонентные

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 10/2017 ISSN 2410-700Х_

системы: CaSÜ4 - СаСОз - H2O; СаСОз- CaF2 - Н2О и CaSÜ4 - CaF2 - H2O.

Согласно [6] о трёхкомпонентных системах, составляющих четырёхкомпонентную систему CaSÜ4 -СаСОз - СаГ - H2O в литературе информации нет. Если принять, что они являются простыми эвтоническими, то для исследуемой четырехкомпонентной системы на уровне трёхкомпонентного состава характерны следующие тройные нонвариантные точки (табл.1).

Таблица 1

Фазовый состав нонвариантных точек системы CaSÜ4 -СаСОз - СаГ2 - H2O при 50оС на уровне

трёхкомпонентного состава

Нонвариантная точка Равновесные твёрдые фазы Нонвариантная точка Равновесные твёрдые фазы

Система CaSO4 - CaCO3 - H2O Система СaCOз - СaF2 - H2O

Е3 Гп +Сц Е3 Е3 Cц + Фо

Система CaSO4 - CaF2 + H2O

Е3 е2 Гп + Фо

Схематическая диаграмма [7] фазовых равновесий системы Са804 -СаСОз - СаГ - Н2О на уровне трёхкомпонентного состава, в виде «развёртки» трехгранной призмы, представлена на рис. 1.

Н20 СаР2 Н20

н2о

Рисунок 1 - Схематическая диаграмма фазовых равновесий системы Са804 -СаСОз - СаГ - Н2О при 50оС

на уровне трёхкомпонентного состава

Трансляция нонвариантных точек уровня трёхкомпонентного состава на уровень четырёхкомпонентного состава приводит к образованно следующей четверной нонвариантной точки:

Е? + £23 + Е3 -► Гп + Фо + Сц.

Здесь и далее Е обозначает нонвариантную точку с верхним индексам, указывающим на её кратность и нижним индексом, указывающим на её порядковый номер. Приняты следующие условные обозначения равновесных твердых фаз: Гп - гипс Са804-2Ш0; Сц - кальцит СаСОз; Фо - флюорит СаГ2.

Солевая часть схематической диаграммы [7] фазовых равновесий системы Са804 - СаСОз - СаГ2 - Н2О при 50оС на уровне четырехкомпонентного состава, построенная методом трансляции, представлена на рис. 2.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 10/2017 ЕЗБЫ 2410-700Х

Рисунок 2 - Схематическая диаграмма фазовых равновесий системы Са804 - СаСОз - СаГ2 - Н2О при 50оС на уровне четырёхкомпонентного состава, построенная методом трансляции.

Как видно из рис. 2 исследуемой системе при 50оС кроме одной нонвариантной точки, характерно также наличие 3 дивариантных полей однонасыщения и 3 моновариантных кривых двунасыщения. Перечень равновесных твердых фаз дивариантных полей и их контуры приведены в табл.2.

Таблица 2

Равновесные твёрдые фазы и контуры дивариантных полей системы Са804 - СаСОз - СаЬ - Н2О при 50оС

Равновесные твёрдые фазы полей Контуры попей на диаграмме (рис. 2) Равновесные твёрдые фазы полей Контуры полей на диаграмме (рис. 2)

Гп Ё23--------* Е "О. 4 Си Е1Д«_-------Ег^ + 1 1 1 1 1 Тит ГпГП-

Фо Ез Е[ 4

Список использованной литературы

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

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

3. Солиев Л. Прогнозирование строения диаграмм фазовых равновесий многокомпонентных водно -солевых систем методом трансляции. М., 1987, 28с. Деп. В ВИНИТИ АН СССР 20.12.87 г, № 8990 - В87.

4. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа методом

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 10/2017 ISSN 2410-700Х_

трансляции (книга 1). Душанбе. ТГПУ. 2000г, 247с.

5. Аносов В. Я., Озерова М. И., Фиалков Ю. Я. Основы физико-химического анализа. М., «Наука», 1976, 503 с.

6. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно - солевых систем. т. 1., кн. 1 -2. СПб.: Химиздат, 2003г, 1151с.

7. Солиев Л. Схематические диаграммы фазовых равновесий многокомпонентных систем. Журнал неорганической химии. 1988, т. 33, № 5, с. 1305 - 1310.

© Солиев Л., Усмонов М., Джумаев М., Мухторов П., 2017