Научная статья на тему 'Фазовые равновесия системы Na, Ca //CO3, fH2O при 25°с'

Фазовые равновесия системы Na, Ca //CO3, fH2O при 25°с Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
107
42
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
метод трансляции / фазовые равновесия / КОМПОНЕНТЫ / диаграмма / геометрические образы / нонвариантные точки / моновариантные кривые / дивариантные поля / component's / Translation method / PHASE BALANCES / System / connected diagram / nonvariats points / lines of monovariants / squaires of divariants

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Солиев Л., Усмонов М.

Методом трансляции исследованы фазовые равновесия системы Na, Ca //CO<sub>3</sub>, FH<sub>2</sub>O при 25°С. Установлено, что для неё характерно наличие трех нонвариантных точек, семи моновариантных кривых и пяти дивариантных полей. Построена замкнутая фазовая диаграмма исследованной системы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Phase balances Na,Ca//CO<sub>3</sub>, F H<sub>2</sub>O are studied using the broadcasting method under 25°С. It is established that 5 squires of divariants, 7 lines of monovariants and 3 points on nonvariants are typical for phase balances. It is the first time that its tied of phase balances are built.

Текст научной работы на тему «Фазовые равновесия системы Na, Ca //CO3, fH2O при 25°с»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _______________________________________2011, том 54, №3___________________________________

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

УДК 541.123.6

Л.Солиев, М.Усмонов

ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМЫ Na, Ca //CO3, F- H2O ПРИ 25°С

Таджикский государственный педагогический университет им. С.Айни

(Представлено академиком АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидовым 15.11.2010)

Методом трансляции исследованы фазовые равновесия системы Na, Ca //CO3, F- H2O при 25°С. Установлено, что для неё характерно наличие трех нонвариантных точек, семи моновари-антных кривых и пяти дивариантных полей. Построена замкнутая фазовая диаграмма исследованной системы.

Ключевые слова: метод трансляции - фазовые равновесия -компоненты - диаграмма - геометрические образы - нонвариантные точки - моновариантные кривые - дивариантные поля.1

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 карбонаты и фториды натрия и 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 со своими топологическими свойствами и правилом фаз Гиббса, взаимно пересекаясь, образуют элементы строения n+1 компонентного уровня системы.

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

Четырёхкомпонентная взаимная система Na,Ca//CO3, F - H2O включает следующие трёхкомпонентные системы: Na2CO3 - CaCO3 - H2O; NaF - CaF2 - H2O; Na2CO3 - NaF - H2O и CaCO3 - CaF2 -H2O.

Согласно [5], трёхкомпонентные системы Na2CO3 - CaCO3 - H2O и Na2CO3 - NaF - H2O исследованы методом растворимости и для них, соответственно, установлены две и одна нонвариантная точки. Относительно изученности трёхкомпонентных систем NaF - CaF2 - H2O и CaCO3 - CaF2 - H2O в литературе информации нет. Если принять, что они являются простыми эвтоническими, то для исследуемой четырехкомпонентной системы на уровне трёхкомпонентного состава характерно следующее количество нонвариантных точек (табл.1).

Адрес для корреспонденции: Солиев Лутфулло. 734003, Республика Таджикистан, г. Душанбе, пр. Рудаки, 121, Таджикский государственный педагогический университет. E-mail: lsolievl941@mail.ru

Таблица l

Фазовый состав нонвариантных точек системы Na,Ca//CO3, F - H2O при 25оС на уровне трëхкомпо-

нентного состава

Нонвариантная точка Равновесные твёрдые фазы Нонвариантная точка Равновесные твёрдые фазы

Система Na2 СО3 - СаС03 - Н2 О Система Na2C03 -NaF -Н20

щ. C-10+Na ■ Са - 5 Е1 С-10 +Во

А Сц + Na- Са-5 Система СаСОз - CaF2 + Н20

Система NaF - CaF2 - Н20 £ Сц + <1)о

А Во + Фо

Схематическая диаграмма фазовых равновесий системы Na,Ca//CO3, F - H2O на уровне трёхкомпонентного состава, в виде «развёртки» трехгранной призмы, представлена на рис. 1.

Н20

Na2C03 / /________\ \ СаС03

Н20

Рис. 1. Схематическая диаграмма фазовых равновесий системы Na, Ca// С03, F - Н20 при 25°С на уровне трёхкомпонентного состава в виде «развëртки» четырехгранной призмы

Математически трансляция нонвариантных точек уровня трëхкомпонентного состава на уровень четырëхкомпонентного состава приводит к образованно следующих четверных нонвариантных точек:

Еі+Е*---------+Е\ = С • 10 + Ш • Са • 5 + Во;

Е23 + Е*------=N8* Са• 5+Сц + Фо;

Ез + >1а’Са-5---------* Е* =Во + Фо + Ыа' Са • 5

Здесь и далее Е - нонвариантная точка с верхним индексом, указывающим на её кратность, и нижним индексом, указывающим на её порядковый номер. Приняты следующие сокращение равновесных твердых фаз: С • 10 - №2ТО3 • 10H2O; № • Ca • 5 - Na2CO3 • CaCO3 • 5H2O; Во - вильомит; Сц

- кальцит СаСО3; Фо - флюорит СаГ2.

Солевая часть схематической диаграммы [6] фазовых равновесий системы Na,Ca//CO3, F -H2O при 25°С на уровне четырехкомпонентного состава, построенная методом трансляции, представлена на рис. 2. Из рис. 2. видно, что из трёх четверных нонвариантных точек две ( Е14 и Е24) образованы по типу «сквозной», а одна точка (Е34) по типу «односторонней» трансляции. Из диаграммы видно, что поле кристаллизации двойной соли № • Ca • 5 граничит с полями кристаллизации четырёх остальных равновесных твёрдых фаз. Это свидетельствует о том, что поле кристаллизации данного соединения в приведенных условиях занимает значительную часть исследуемой системы.

Рис. 2. Схематическая диаграмма фазовых равновесий системы №, Ca// СО3, F - H2O при 25°С на уровне четырёхкомпонентного состава, построенная методом трансляции.

Другой вариант взаимного расположения полей кристаллизации соответствующих равновесных твёрдых фаз нереален из-за наличия следующих реакций взаимного обмена (конверсии) в системе:

Как видно из рис. 2, исследуемой системе при 25°С, кроме пяти дивариантных полей однона-сыщения (равновесные твёрдые фазы приведены на рис.) и трёх нонвариантных точек тринасыщения (фазовый состав осадков приведен выше), характерно также наличие семи моновариантных кривых двунасыщения. Из семи моновариантных кривых пять образованы в результате трансляции тройных нонвариантных точек на уровень четырехкомпонентного состава, и их фазовый состав осадков идентичен фазовому составу соответствующих тройных точек. Они отмечены пунктирными линиями со стрелкой, указывающей направление трансляции. Две моновариантные кривые проходят между нон-вариантными точками уровня четырёхкомпонентного состава (они отмечены толстыми «сплошными линиями») и имеют следующий фазовый состав осадков:

Перечень равновесных твердых фаз дивариантных полей и их контуры приведены в табл.2.

Таблица 2

Равновесные твёрдые фазы и контуры дивариантных полей системы Ка,Са//С03, Б - Н20 при 25°С

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

С - 10 №і2СОз £? 1 1 1 ^ —-* к Во Е]--- + Е\ Е* + і і 1 № Е?

№і ■ Са■ 5 ЕІ ЕІ ! і і + + К — 4 —■К Фо Е34 Е1 + — Е] 4 2* СаЪ

Сц $ СаСО; 1 і 1 Е\* %

Таким образом, для системы Ка,Са//С03, Б - Н20 при 25°С характерно наличие следующего количества геометрических образов на уровне четырёхкомпонентного состава: нонвариантные точки

- 3; моновариантные кривые - 7; дивариантные поля - 5.

Поступило 22.11.2010 г.

ЛИТЕРАТУРА

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 водносолевых систем методом трансляции. - М., 1987, 28 с. Деп. в ВИНИТИ 20.12.87 г, № 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, 1151с.

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

Л.Солиев, М.Усмонов

МУВОЗИНАТ^ОИ ФАЗАГИИ СИСТЕМАИ Na,Ca//CO3, F - H2O ДАР ХДРОРАТИ 25°С

Донишго^и давлатии омузгории Тоцикистон ба номи С. Айни

Бо ёрии усули транслятсия мувозинатх,ои фазагии системаи Na,Ca//CO3, F - H2O дар хдрорати 25°С омухта шудааст. Мукаррар карда шудааст, ки барои он 5 майдони дивариантй, 7 хати моновариантй ва 3 нуктаи нонвариантй хос мебошад. Маротибаи аввал диаграммаи сар-бастаи мувозинатх,ои фазагии он сохта шудааст.

Калима^ои калиди: усули транслятсия - мувозинатуои фазагй - компонентно - диаграмма - система - нуцта^ои нонвариантй - хатуои моновариантй - майдощои дивариантй.

L.Soliev, M.Usmonov PHASE BALANCES OF Na,Ca//CO3, F - H2O SUSTEM IN 25°С

S.Ainy Tajik State Pedagogical University

Phase balances Na,Ca//CO3, F - H2O are studied using the broadcasting method under 25°С. It is established that 5 squires of divariants, 7 lines of monovariants and 3 points on nonvariants are typical for phase balances. It is the first time that its tied of phase balances are built.

Key words: translation method - phase balances - system — connected diagram - component's - nonvariats points - lines of monovariants - squaires of divariants .

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.