CC BY
7моновариантных кривых тринасыщения и 11- нонвариантных точек четыренасыщения равновесными твёрдыми фа
Ключевые слова: система- метод трансляции - фазовые равновесия - компоненты -диаграмма -нонвариантные точки - моновариантные кривые - дивариантные поля.
THE PHASE BALANCE IN SYSTEM CaSO4-CaCO3-Ca(HCO3)2-CaF2-H2O AT 250С
The phase of equilibrium in the system K2SO4-K2CO3-KHCO3-KF-H2O at 25°С is investigated by means of translation method. It is determined that the system is a member o simple eutectic system. There is 1 invariant point, 4 monovariant carves and 6 divariant fields in this system. The diagram of closed phase equilibrium is modeledfor the first time.
Key words: system - translation method - phase balances - components - coonected diagram -nonvariats points - lines of monovariants - squaires of divariants.
Сведение об авторах
Мусоджонова Дж., кандидат химических наук, доцент кафедры общей и неорганической химии ТГПУим.С.Айнй. E-mail: [email protected].
ЛИмомова - ассистент кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. им. С. Айни. Телефон: (+992) 901-01-44-11. Джабборов И.- старший преподователь кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. им. С. Айни. Телефон: (+992) 934-81-02-35. Назарзода С.- ассистент кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. им. С. Айни. Телефон: (+992) 900-12-13-70. М.Талаб - PhD кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. им. С. Айни. Телефон: (+992) 93-468-68-45.
About the authors:
Musodjonova J., Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department of General and Inorganic Chemistry, TSPU named after S. Aini. E-mail: [email protected].
Imomova L. - Assistant of the Department of General and Inorganic Chemistry of Tajik State Pedagogical University named after S. Aini. Phone: (+992) 9°1-°1-44-11.
Jabborov I. - Senior Lecturer of the Department of General and Inorganic Chemistry of Tajik State Pedagogical University named after S. Aini. Phone: (+992) 934-81-02-35.
S. Nazarzoda - Assistant of the Department of General and Inorganic Chemistry, Tajik State Pedagogical University named after S. Aini. Phone: (+992) 9°°-12-13-7°.
M. Talab - PhD, Department of General and Inorganic Chemistry, Tajik State Pedagogical University named after S. Aini. Phone: (+992) 93-468-68-45.
ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ K, Ca //CO3,HCO3,F-H2O ПРИ 00С
СолиевЛ., ИмомоваЛ., МусоджонзодаДж., Зарипова М.
Таджикский государственный педагогический университет им. С. Айни
Исследуемая пятикомпонентная система К,Са//С03,НС03,Б-Н20 является составной частью более сложной шестикомпонентной системы К,Са//804,С03,НС03,Е-Н20. Знания всех закономерностей фазового равновесия в таких системах очень необходимо для создания оптимальных условий переработки отходов промышленности, в том числе жидких отходов производства алюминия, содержащих сульфаты, карбонаты, гидрокарбонаты, фториды калия и кальция [1].
Анализ литературы [2] показал, что данная пятикомпонентная система К,Са//С03,НС03,Б-Н20 при 00С ни кем не исследовалась, а её составляющие четырёхкомпонентные системы исследованы частично.
В данной работе рассматриваются результаты определения фазовых равновесий на геометрических образах приведенной системы, с последующим построением её фазовой диаграммы, методом трансляции [3].
Метод трансляции вытекает аз принципа совместимости элементов строения n и n+1 компонентных систем в одной диаграмме [4-5]. Этот метод позволяет на основе данных о фазовых равновесиях в n компонентных системах прогнозировать фазовые равновесия в n+1 компонентной системе и построить её фазовую диаграмму.
Данная исследуемая пятикомпонентная система К,Са//С03,НС03,Б-Н20 состоит из следующих четырёхкомпонентных систем: К2С03-КНС03-КБ-Н20; СаС03-Са(НС03)2- СаБ2-Н20; К,Са//С0з,НС0з-Н20; К,Са //С03,Б-Н20 и К,Са//НС03,Б-Н20.
Данные о фазовых равновесиях в нонвариантных точках приведенных четырехкомпонентных системах были взяты из [6-7] и скомпонованы в таблице 1. В таблице 1. и далее буквой Е обозначается нонвариантная точка с верхним индексом, который указывает на её кратность (компонентность системы) и нижним индексом, указывающим на ее порядковый номер.
Таблица 1
Равновесные твёрдые фазы нонвариантных точек системы К,Са//С0з,НС0з,Р-Н20 при _00С на уровне четырёхкомпонентного состава_
Нонвариантные точки Равновесные твёрдые фазы
Система ^СОз-КНСОз-КТ-^О
Е14 Кц+Б+Кб
Е24 Б+К1,5+Кб
Система СаС0з-Са(НСС >з)2-СаЕ2-Н2С
Е34 Сц+Фо+СаГ
Система К,Са//С0з,Н [СОз-ВД
Е44 Кц+ Б +СаГ
Е54 Б + К-1,5+Сц
Е64 СаГ+ Б +Сц
Система К,Са//С0з,Р-Н20
Е74 Сц + К^1,5 +Фо
Е84 К^1,5+Кб+ Фо
Система К,Са//НСС
Е94 СаГ +Фо+Кб
Е10 СаГ +Кц+Кб
Приняты следующие условные обозначения [2,10]: Кц -калицинит КНСО3; К-1.5 - К2С03 •1,5Н2О; Кб - кароббиит КБ; Сц - кальцит СаС03; Фо -флюорит СаБ2; СаГ - гидрокарбонат кальция Са(НСО3)2; 8 - К2С03-КНТО3 - Н20.
На рисунке 1 приведена «развёртка» солевой части диаграммы фазовых равновесий системы К,Са//С03,НС03,Б-Н20 при 00С на уровне четырёхкомпонентного состава.
После унификации данной диаграммы (объединения идентичных полей кристаллизации равновесных твердых фаз) получили схематическую диаграмму [8] фазовых равновесий системы К,Са//С03,НС03,Б-Н20 при 00С на уровне четырёхкомпонентного состава (рисунок 2.).
Кц - Е4
К • 1 . 5
.Е
Е
Е
К
Кб
Е
.Е
Е
Е
Е
Сц
Е
Рис. 2.Схематическая диаграмма фазовых равновесий системы К,Са//СО3,НСО3,Б-Н2О при 0 0С на уровне четырёхкомпонентного состава, построенная методом трансляции.
В результате трансляция нонвариантных точек уровня четырёхкомпонентного состава на уровень пятикомпонентного состава образуется следующие нонвариантные точки пятикомпонентного состава с набором равновесного твёрдых фаз:
Е14+Е44 +Е104-------► Е15=Кц+Б+Кб+СаГ;
Е34+Еб4-------► Е25= Сц+СаГ+ Б + Фо;
Ез4+Еу4-------► Е35= Сц+ К-1,5+ Б + Фо;
Е24 +Ев4-------► Е45= Кб+ К-1,5 +Фо+ Б;
Е94+ Б--------► Е55= Б + СаГ + Фо + Кб.
Как можно увидет, из пяти нонвариантных точек уровня пятикомпонентного состава три (Е25-Е4 ) образованы в результате «двухсторонней», одна (Е1) в результате «трехсторонней» и еще одна (Е15) в результате «односторонней» трансляции [3-4]. На основании получаемых данных, с соблюдением основных принципов физико-химического анализа и правило фаз Гиббса [9], нами построена схематическая диаграмма фазовых равновесий системы К,Са//С03,НС03,Б-Н20 при 00С, которая представлена на рисунке 3.
4
5
4
4
+
Еч4
Рис . 3. Схематическая фазовая диаграмма системы К,Са//С03,НС03,Б-Н20 при ОС на уровне пятикомпонентного состава, построенная методом трансляции.
Анализируя построенную диаграмму можно увидеть, что системе К,Са//С03,НС03,Б-Н20 при 00С характерно наличие 5 нонвариантных точек, 15 моновариантных кривых и 14 дивариантных
4 4
Е
5
Е
2
Е
5 4
Е
4
4 8
4
<5
Е
Е
Е
Е
5
Е
4
Е
5
Е
з '
Е
полей. 10 из 15 моновариантных кривых образованы в результате трансляции нонвариантных точек уровня четырехкомпонентного состава на уровень пятикомпонентного состава (они обозначены пунктирными линиями, а направления трансляции обозначен стрелками). Фазовый состав осадков, который характерен этим моновариантным кривым, идентичен фазовому составу соответствующих транслируемых четверных нонвариантных точек (таблица 1). Другие 5 моновариантные кривые проходят между нонвариантными точками уровня пятикомпонентного состава. Эти моновариантные кривые обозначены толстыми сплошными линиями и характеризируются следующим фазовым составом осадков:
Е,5—Е/=8+ Кб+СаГ; Е/—Ез5=8+Фо+Сц;
5 5
Е25—Е55 =Фо+ 8 +СаГ; Ез5—Е45=8 +К-1,5+Фо; Е45—Е55=8 +Кб+Фо.
->о,
Данной исследуемой системе при 0 С также характерно наличие 16 дивариантных полей, они образованы в результате трансляции моновариантных кривых уровня четырех-компонентного состава. Перечень и контуры этих дивариантных полей на диаграмме приведены в талб.2.
Таблица 2.
Перечень и контуры дивариантных полей сисаемы К,Са//СОз,Н[СОз,а-НгО при И С
Твердые фазы дивариантных полей Контуры полей на диаграмме (Рис. 2.14) Твердые фазы дивариантных полей Контуры полей на диаграмме (Рис. 2.14)
Кб+8 р?14-- -Рх5 - пп55 |4 р ]р 2 -р 4 Кц+СаГ р Е/--------р 1
Кц+8 р1--------^ц5 | РР/0---------Р Сц + 8 р ь ^--------«Л р --------.р25
Кб + Кц р/--------„р4 | рп4 п р10 Сц+ К-1,5 р р --------. р3 ■ / г/
8+ К-1.5 р24--------„ р/ | р Е/ * Е5 Фо+К-1.5 р 7---------р5 ^---------рр45
Кб + К-1.5 р/---------Р45 Кб + Фо р р ^--------- Р45 г94--------
Сц+ СаГ р рр// Кб+ СаГ р р 9 5 р 5
5 2 3
В целом, для системы К,Са//С03,НС03,Б-Н20 при 00С характерно следующее количество геометрических образов (дивариантные поля, моновариантные кривые, нонвариантные точки) на уровнях четырехкомпонрнтного (А) и пятикомпонентного (В) состава:
Геометрические образы Компонентность системы
А В
Дивариантные поля 7 16
Моновариантные кривые 16 15
Нонвариантные точки 10 5
ЛИТЕРАТУРА
1. Мирсаидов У.М., Исматдинов М.Э., Сафиев Х.С. Проблемы экологии и комплексная переработка сырья и отходов производства. - Душанбе: Дониш, 1999, 53 с.
2. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем. Т. II, кн. 1,2. -СПб.: Химиздат, 2004, 1247 с.
3. Солиев Л. Прогнозирование строения диаграмм фазовых равновесий многокомпонентных водно-солевых систем методом трансляции. - М., 1987, 28 с. Деп. в ВИНИТИ АН СССР 20.12.87г., №>8990-В87.
4. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа методом трансляции (кн. 1). - Душанбе: ТГПУ, 2000, 247 с.
5. Горощенко Я.Г. Массцентрический метод изображения многокомпонентных систем. - Киев: Наукова думка, 1982, 264 с.
6. Солиев Л., Имомова Л. Мусоджонова Дж.М., Худоёрбекова З.П., Набиев А.А. Фазовые равновесия в системе К,Са//С03, HCO3-H2O при 00С. Научный альманах 2019, №№4-2(54),с. 129-133.
7. Солиев Л., Джабборов И., Имомова Л., Мусоджонова Дж. Исследование фазовых равновесий в системе K,Ca//HC03,F-H20 при 0 0С методом трансляции. Wschodnioeuizopejskie Czasopismo Naukowe (East European Scientific Journal) #11 (51), 2019, рр. 48-50.
8. Солиев Л. Схематические диаграммы фазовых равновесий многокомпонентных систем. Журнал неорганической химии, 1988, т.33, №>5, с. 1305.
9. Аносов В.Я., Озерова М.И., Фиалков Ю.Я. Основы физико- химического анализа. - М.: Наука, 1976, 503 с.
10. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем. Т. I, кн. 1,2. -СПб.: Химиздат, 2003, -1151 с.
ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМЫ K,Ca//C03,HC03,F-H20 ПРИ 0 0С
Методом трансляции исследованы фазовые равновесия в системе К,Са//СОз,ИСОзЕ-И2Р при 00С. Установлено, что для исследуемой системы при 00С характерно наличие 17 дивариантных полей, 15 моновариантных кривых и 5 нонвариантных точек. На основе полученных данных впервые построена замкнутая фазовая диаграмма (фазовый комплекс) исследованной системы при 00С.
Ключевые слова: система, метод трансляции, фазовые равновесия, компоненты, диаграмма, геометрические образы, нонвариантные точки, моновариантные кривые, дивариантные поля.
THE PHASE BALANCES OF K,Ca// C03,HC03,F-H20 SUSTEM IN 25 0С
Phase balances К,Са// СОз,НСОз,¥-И2О are studied using the broadcasting method under 0 0C.. It is established that 16 squires of divariants, 14 lines of monovariants and 5 points on nonvariats are typical for phase balances. It is the first time that its tied of phase balances are built.
Key words: sustem, translation method, phase balances, components, diagram, nonvariats points, lines of monovariants, squaires of divariants. Сведение об авторах:
Имомова Л. Ч. - ассистент кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. им. С. Айни. Телефон: (+992) 901-01-44-11 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.
Зарипова М.- к.х.н., доцент кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им.С. Айни. Телефон: (+992) 915-45-45-12. About the authors:
Imomova L.Ch. - Assistant of the Department «General and Inorganic Chemistry» of the Tajik State Pedagogical University. them. S. Aini. Phone: (+992) 901-01-44-11
Musojonzoda J. - Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department of General and Inorganic Chemistry, Tajik State Pedagogical University named after S. Aini. E-mail: [email protected]. Phone: (+992) 918-25-56-12.
Zaripova M. - Ph.D., Associate Professor of the Department of General and Inorganic Chemistry, Tajik State Pedagogical University named after S. Aini. Phone: (+992) 915-45-45-12.
