CC BY
59
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ______________________________________2013, том 56, №2___________________________________
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 541.123.6
Л.Солиев, М.Т.Джумаев, В.Нури, Ш.Х.Авлоев
ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМЫ Ка,Са//804,НС03-Н20 ПРИ 0°С
Таджикский государственный педагогический университет им. С.Айни
(Представлено академиком АН Республики Таджикистан И.Н.Ганиевым 04.01.2013 г.)
Методом трансляции исследованы фазовые равновесия системы Na,Ca//SO4,HCO3,H2O при 0°С. Установлено, что для неё характерно наличие двух нонвариантных точек, пяти моновариант-ных кривых и четырёх дивариантных полей. На основании полученных данных построена замкнутая фазовая диаграмма исследованной системы.
Ключевые слова: метод трансляции - нонвариантные точки - моновариантные кривые - дивари-антные поля - диаграмма - натрий - кальций - сульфат - гидрокарбонат - фазовые равновесия.
Четырёхкомпонентная взаимная система Na,Ca//SO4,HCOз-H2O является составной частного более сложной шестикомпонентной системы Na,Ca//SO4,CO3,HCO3,F-H2O, закономерности фазовых равновесий в которой определяют условия галургической переработки полиминерального природного и технического (отходы производства) сырья, содержащего сульфаты, карбонаты, гидрокарбонаты, фториды натрия и кальция.
Вместе с тем, как показывает анализ литературы [1], система Na,Ca//SO4,HCO3-H2O при 0°С никем не изучалась, а при 25°С нами исследована методом трансляции [2]. В настоящей работе приводятся результаты исследования данной системы методом трансляции при 0°С. Метод трансляции базируется на принципе совместимости элементов строения частных п компонентных и общей п+1-компонентной систем в одной диаграмме [3]. Согласно методу трансляции, при увеличении компо-нентности системы с п до п+1 элементы строения ^компонентной системы увеличивают свою размерность на единицу и трансформируются (нонвариантные точки превращаются в моновариантные кривые, моновариантные кривые - в дивариантные поля и т.д.). Трансформированные элементы строения ^компонентных систем транслируются (переносятся) на уровень n+l-компонентного состава и, взаимно пересекаясь (согласно своим топологическим свойствам и правилу фаз Гиббса), образуют элементы строения системы данного уровня компонентности. Более подробно применение метода трансляции для прогнозирования фазовых равновесий в многокомпонентных водно-солевых системах рассмотрены в работах [4-6].
Для прогнозирования фазовых равновесий исследуемой системы методом трансляции необходимо знание фазовых равновесий в составляющих её трёхкомпонентных системах: Na2SO4-NaHCOз-H2O; Na2SO4-CaSO4-H2O; NaHCOз-Ca(HCOз)2-H2O; CaSO4-Ca(HCOз)2-H2Oпри 00С. Согласно литературным данным [7], первые две системы исследованы методом растворимости и для них, соот-
Адрес для корреспонденции: Солиев Лутфулло, Джумаев Маъруфжон Тагоймуродович, Валинтино Нури, Ав-лоев Шохиддин Хайдарович. 734003, Республика Таджикистан, г. Душанбе, пр. Рудаки, 121, Таджикский государственный педагогический университет. E-mail: l.soliev1941@mail.ru; jumaev_m@bk.ru
ветственно, установлены одна и две нонвариантные точки. Для двух последних трёхкомпонентных систем литературные данные отсутствуют. Если их строение принять как эвтоническое, то есть содержащее по одной нонвариантной точке, то для исследуемой системы при 0°С, на уровне трёхкомпонентного состава, будут характерны следущие тройные нонвариантные точки с равновесными твёрдыми фазами (табл.1).
Таблица 1
Фазовый состав осадков нонвариантных точек системы Ка,Са//804,НС03-Н20 при 250С на уровне
трёхкомпонентного состава
Нонвариантные точки Равновесные твёрдые фазы Нонвариантные точки Равновесные твёрдые фазы
Система №28 0 4 1 С а 8 О 4 Н 2 О Система ШНС0з-Са(НС0з)2-Н20
Е? Мб + Гп рз Нх + СаГ
Система №2804 - №НС0з-Ш0 Система Са804-Са(НС0з)2-Н20
Е| Мб + Нх ЕЇ СаГ + Гп
В табл.1 и далее Е обозначает нонвариантную точку с верхним индексом, указывающим на кратность точки (компонентность системы), и нижним индексом, указывающим на порядковый номер точки. Приняты следующие условные обозначения равновесных твёрдых фаз: Нх - нахколит №НС03; Мб - мирабилит Ка280410Н20; СаГ - кальций гидрокарбонат Са(НС03)2; Гп - гипс Са804-2Н20.
Диаграмма фазовых равновесий системы Ка,Са//804,НС03-Н20 при 0°С на уровне трёхкомпонентного состава, в виде «развёртки» четырёхгранной призмы, приведена на рис.1.
«Сквозная» трансляция [4-6] тройных нонвариантных точек на уровень четырёхкомпонентного состава даёт следующие четверные нонвариантные точки с равновесными твёрдыми фазами:
Е3 + Е3-----> Е = Мб+Нх+Гп;
Е33 + Е\-> Е24 = Гп+СаГ+Нх.
На основании полученных данных построена схематическая диаграмма [8] фазовых равновесий системы Ка,Са//804,НС03-Н20 при 0°С, которая представлена на рис.2, где тонкие сплошные линии обозначают моновариантные кривые уровня трёхкомпонентного состава. Пунктирные линии со стрелками обозначают моновариантные кривые, образованные в результате трансляции тройных нонвариантных точек на уровень четырёхкомпонентного состава (стрелка указывает на направления трансляции). Толстая сплошная линия также обозначает моновариантную кривую, но она проходит между четверными нонвариантными точками и характеризуется следующим фазовым составом осадков:
Е|-----------Е| = Гп + Нх.
В табл.2 представлены перечень и контуры дивариантных полей системы Ка,Са//804,НС03-
Н20 при 0°С.
Рис.1. Диаграмма фазовых равновесий системы №,Са//804,НС03-Н20 при 0°С на уровне трёхкомпонентного
состава в виде «развёртки» четырёхгранной призмы.
Таблица 2
Равновесные твёрдые фазы и контуры дивариантных полей системы №,Са//804,НС03-Н20 при 25°С
Равновесные твёдые фазы полей Контуры полей на диаграмме (рис. 2) Равновесные твёдые фазы полей Контуры полей на диаграмме (рис. 2)
Мб N Е ^04 Е? 1 1 1 У 3 ч 174 7. -> С.-\ Гп Е? Са80 1 1 1 У Е? Е^<- Е 4 3 4
Нх ] 1 ->Е? Щ А 1 1 1 ЧаИСОз Е^ СаГ Е|< Е А 1 1 1 Е, Са(ИС0з 3 4 Ь
Рис.2. Схематическая диаграмма фазовых равновесий системы №,Са//804,НС03-Н20 при 0°С, построенная
методом трансляции.
Поступило 07.01.2013 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем.т.П., кн. 1-2. - СПб.: Химиздат, 2004, 1247 с.
2. Солиев Л., Джумаев М.Т, Нури В., Авлоев Ш.Х. - Вестник Тадж. нац. ун-та. (серия естественных наук), 2012, № 1/3 (85), с.202.
3. Горошенко Я.Г. Массцентрический метод изображения многокомпонентных систем. - Киев: Наукова думка, 1982, 264 с.
4. Солиев Л. Прогнозирование строения диаграмм фазовых равновесий многокомпонентных водносолевых систем методом трансляции. - М., 1987, 28 с. Деп. в ВИНИТИ АН СССР 20.12.87 г., №8990-В87.
5. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа методом трансляции (кн. 1). - Душанбе: ТГПУ, 2000, 247 с.
6. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа методом трансляции (книга 2). - Душанбе: Шулоиён, 2011, 147 с.
7. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем, т.1., кн. 1-2. - СПб.: Химиздат, 2003, 1151 с.
8. Солиев Л. - Ж. неорг. химии АН СССР, 1988, т.33, № 5, с. 1305-1310.
Л.Солиев, М.Т.Чумаев, В.Нури, Ш.Х.Авлоев
МУВОЗИНАТ^ОИ ФАЗАГИИ СИСТЕМАИ Na,Ca//SO4,HCO3-H2O ДАР ХДРОРАТИ 0°С
Донишго^и давлатии омузгории Тоцикистон ба номи С.Айни
Боёрии усули транслятсия мувозинатх,ои фазагии системаи Na,Ca//SO4,HCO3-H2O дар хдрорати 0°С омухта шудааст. Мукаррар карда шудааст, ки барои вай 2 нуктаи нонвариантй, 5 хатимоно вариантйва 4 майдони дивариантй хос мебошад. Маротибаи аввал диаграммаи сар-бастаи мувозинат^ои фазагии системаи Na,Ca//SO4,HCO3-H2O дар хдрорати 00С сохташудааст.
Калима^ои калиди: усули транслятсия - нуцта^ои нонвариантй - хатуои моновариантй -майдонуои дивариантй - диаграмма - натрий - калсий - сулфат-гидрокарбонат - мувозинатуои фазагй.
L.Soliev, M.T.Jumaev, V.Nuri, SH.H.Avloev PHASEBALANCES OF Na,Ca//SO4,HCO3-H2O SISTEM IN 0°C
S.Ayni Tajik State Pedagogical University Translation method exploredphase balance of system Na,Ca//SO4,HCO3-H2Oat 0°С. It is established that for it presence 2 invariant points, 5monovariant curves and 4divariant fields is characteristic. On the basis of the received data the closed schematic phase diagramme of the investigated system is constructed.
Key word: method translations - lintes - monovariant curves - points - diagram - sodiumm - calcium -sulphate-hydrocarbonate - phase balances.
