Фазовые равновесия системы k2so4-k2co3-khco3-h2o при 25ºс Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2016, том 59, №5-6_

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

УДК 541.123.6

Л.Солиев, З.П.Худоёрбекова, И.М.Низомов

ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМЫ К2804-К2С03-КНС03-Н20 ПРИ 25°С

Таджикский государственный педагогический университет им. С.Айни

(Представлено академиком АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидовым 11.02.2016 г.)

Методом трансляции исследованы фазовые равновесия системы K2SO4-K2CO3-KHCO3-H2O при 25 °С. Установлено, что для неё характерно наличие 2-х нонвариантных точек, 5 моновариантных кривых и 4 дивариантных полей. На основании полученных данных построена замкнутая фазовая диаграмма исследованной системы.

Ключевые слова: метод трансляции, нонвариантные точки, моновариантные кривые, дивариант-ные поля, диаграмма, калий, сульфат, карбонат, гидрокарбонат, фазовые равновесия.

Знание закономерностей фазовых равновесий системы К28О4-К2СО3-КНСО3-Н2О при 25°С имеет не только научно-теоретическое значение, но и необходимо для создания оптимальных условий переработки природных и технических объектов, содержащих сульфаты, карбонаты и гидрокарбонаты калия.

Как показывает анализ литературы [1], данная система мало исследована. В этой связи нами она изучалась методом трансляции, который вытекает из принципа совместимости элементов строения частных составляющих и общей системы в одной диаграммы [2].

Метод трансляции предусматривает, что с увеличением компонентности системы с п до п+1 элементы строения п-компонентных систем увеличивают свою размерность на единицу, трансформируются и переносятся (транслируются) на уровень п+1-компонентного состава. На уровне п+1 компонентного состава транслированные элементы п-компонентных систем, в соответствии с своими топологическими свойствами и правила фаз Гиббса, взаимно пересекаясь, образуют элементы строения п+1-компонентного уровня системы.

Применение метода трансляции для прогнозирования фазовых равновесий в многокомпонентных системах и построение их фазовых диаграмм более подробно рассмотрены в работах [3,4].

Четырёхкомпонентная система К28О4-К2СО3-КНСО3-Н2О включает следующие трёхкомпо-нентные системы: ^О4- КНСО3-Н2О; К2СО3-КНСО3-Н2О; ^О4-К2СО3-Н2О.

Согласно данным литературы [5], при 25°С для трёхкомкомпонентной системы К28О4-К2СО3-Н2О характерно наличие одной нонвариантной точки, а для трёхкомпонентной системы К2СО3-КНСО3-Н2О - двух нонвариантных точек. Для трёхкомпонентной системы К28О4-КНСО3-Н2О данные отсутствуют.

Если строение экспериментально не исследованной системы К28О4-КНСО3-Н2О принять как эвтоническое, то есть одной нонвариантной точкой, то для вышеприведенной четырёхкомпонентной

Адрес для корреспонденции: Солиев Лутфулло. 34003, Республика Таджикистан, г. Душанбе, пр. Рудаки, 121, Таджикский государственный педагогический университет. E-mail: [email protected]

системы К28О4-К2СО3-КНСО3-Н2О при 25°С будут характерны следующие нонвариантные точки с равновесными твёрдыми фазами (табл.1).

Таблица 1

Фазовый состав осадков нонвариантных точек системы К28О4-К2СО3-КНСО3-Н2О при 25°С

на уровне трёхкомпонентного состава

Нонвариантные точки Равновесные твёрдые фазы Нонвариантные точки Равновесные твёрдые фазы

Система К28О4-К2СО3-Н2О Система К2СО3-К2СО3-Н2О

Е31 Ар+К1.5 Е32 К1.5+8

Система К28О4-КНСО3-Н2О Е33 8+Кц

Е34 Ар+Кц

В табл. 1 и далее Е обозначает нонвариантную точку с верхним индексом, указывающим на кратность (компонентность) системы, и нижним индексом, указывающим на порядковый номер точки. Приняты следующие условные обозначения равновесных твёрдых фаз: Ар - арканит К2 8О4; Кц - калицинит КНСОз; К1.5 - К 2Ш3МН2О; 8 - КНСО3К2СО31.5Н2О.

На основе данных табл. 1 построена диаграмма фазовых равновесий системы К28О4-К2СО3-КНСО3-Н2О при 25°С на уровне трёхкомпонентного состава, в виде «развертки» трёхгранной призмы, которая представлена на рис. 1.

Рис. 1. «Развёртка» диаграммы фазовых равновесий системы К28О4- К2СО3-КНСО3-Н20 при 25°С на уровне

трёхкомпонентного состава.

«Сквозная» трансляция [3,4] нонвариантных точек уровня трёхкомпонентного состава на уровень четырёхкомпонентного состава приводит к образованию следующих четверных нонвариантных точек с равновесными твёрдыми фазами:

На основе полученных данных построена схематическая диаграмма [6] фазовых равновесий системы К28О4-К2СО3-КНСО3-Н2О при 25°С методом трансляции, где элементы строения системы на уровнях трёх- и четырёхкомпонентного составов, совмещены в одной диаграмме (рис.2).

V т

К.СО, Е: Е1 2КН СО,

Рис. 2. Схематическая диаграмма фазовых равновесий системы К28О4-К2СО3-КНСО3-Н2О при 25°С,

построенная методом трансляции.

Как видно из рис. 2, для исследуемой системы при 25°С характерно наличие двух нонвари-антных точек тринасышения, четырёх дивариантных полей однонасыщения и пяти моновариантных кривых двунасыщения равновесными твёрдыми фазами. Из пяти моновариантных кривых четыре образованы в результате трансляции тройных нонвариантных точек на уровень четырёхкомпонентно-го состава. Они отмечены пунктирными линиями со стрелками, которые указывают на направления трансляции. Их фазовый состав осадков идентичен фазовому составу осадков транслированных тройных точек. Одна кривая проходит между четверными нонвариантными точками и характеризуется следующим фазовым составом осадков:

Е-Е24 = Ар+8.

Равновесные твёрдые фазы дивариантных полей указаны на рис. 2.

В табл.2. приведены перечень и контуры дивариантных полей исследуемой системы при 25°С.

Таблица 2

Равновесные твёрдые фазы и контуры дивариантных полей системы К28О4-К2СО3-КНСО3-Н2О

при 25°С

Поступило 12.12.2016 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем, т.11., кн. 1-2. - СПб.: Химиздат, 2004, 1247 с.

2. Горошенко Я.Г. Массцентрический метод изображения многокомпонентных систем. - Киев: Нау-кова думка, 1982, 264 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. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем.т.1., кн. 1-2. - СПб.: Химиздат, 2003, 1151 с.

6. Солиев Л. - Журнал неорганической химии АН СССР, 1988, т.33, № 5, с.1305-1310.

Л.Солиев, З.П.Худоёрбекова, И.М.Низомов

МУВОЗИНАТ^ОИ ФАЗАГИИ СИСТЕМАИ K2SO4-K2CO3-KHCO3-H2O

ДАР ХДРОРАТИ 25°С

Донишго^и давлатии омузгории Тоцикистон ба номи С.Айни Бо ёрии усули транслятсия мувозинатдои фазагии системаи K2SO4-K2CO3-KHCO3-H2O дар дарорати 25°С омухта шудааст. Мукаррар карда шудааст, ки барои вай 2 нуктаи нонвариантй, 5 хати моновариантй ва 4 майдони дивариантй хос мебошад. Маротибаи аввал диаграммаи сарбастаи мувозинатдои фазагии системаи K2SO4-K2CO3-KHCO3-H2O дар дарорати 25°С сохта шудааст.

Калима^ои калиди: усули транслятсия, нуцта^ои нонвариантй, хатуои моновариантй, майдонуои дивариантй, диаграмма, калий, сулфат, карбонат, гидрокарбонат, мувозинатдои фазагй.

L.Soliev, Z.P.Khudoyorbekova, I.M.Nizomov

PHASEBALANCES OF K2SO4-K2CO3-KHCO3-H2O SISTEM IN 25°C

S.Ainy Tajik State Pedagogikal University

By translation method phase balance of system K2SO4-K2CO3-KHCO3-H2O at 25°С explored. It is established that for it presence 2 invariant points, 5 monovariant curves and 4 divariant fields is characteristic. On the basis of the received data the closed schematic phase diagramme of the investigated system is constructed.

Key words: method of broadcast, nonvariantnye, monovariantnye, divariantnye curves fields, chart, potassium, sulfate, carbonate, carbonate, phase equilibrium.