CC BY
107
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2012, том 55, №8_
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 541.123.7
Л.Солиев
ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМЫ Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O ПРИ 50°С В ОБЛАСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ КАРНАЛЛИТА (KClMgCl6H2O)
Таджикский государственный педагогический университет им. С.Айни
(Представлено академиком АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидовым 29.07.2012 г.)
Методом трансляции исследованы фазовые равновесия системы Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O при 50°С в области кристаллизации карналлита (KClMgCl26H2O). Установлено, что карналлит как равновесная фаза исследованной системы участвует в формировании шести нонвариантных точек, 18 моновариантных кривых и 19 дивариантных полей. Построен фрагмент диаграммы фазовых равновесий исследованной системы в области кристаллизации карналлита.
Ключевые слова: метод трансляции - схематическая диаграмма - геометрические образы - нонва-риантные точки - моновариантные кривые - дивариантные поля - фазовые равновесия - карналлит.
Карналлит является одной из 22-х равновесных твёрдых фаз шестикомпонентной системы Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O 50°С.Данная шестикомпонентная система состоит из 14 четырёхкомпо-нентных и шести пятикомпонентных систем. Карналлит является равновесной фазой в трёх четырёх-компонентных (NaCl-Ka-Mga2-H2O,Ka-Mga2-CaCl2-H2OиK,Mg,//SO4,a-H2O) и в трёх пятикомпонентных (NaCl-KCl-MgCb-CaCb-^O, Na,K,Mg,//SO4,Cl-H2O и K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O) системах.
Фазовые равновесия с участием карналлита на уровне четырёхкомпонентных систем достаточно хорошо исследованы методом растворимости [1], а на уровне пятикомпонентного состава -методом трансляции [2-4].
В настоящей работе рассмотрены результаты исследования фазовых равновесий в системе Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O при 50°С в области кристаллизации карналлита (KCl-MgCl-6H2O) методом трансляции. Метод трансляции основан на принципе совместимости элементов строения частных составляющих и обшей системы в одной диаграмме [5]. Условия применения метода трансляции для исследования фазовых равновесий многокомпонентных водно-солевых систем более подробно рассмотрены в работах [6-8]. Ранее этим методом были исследованы фазовые равновесия в системе Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O при 50°С в области кристаллизации арканита [9], бишофита [10], гидрофи-лита [11], кизерита [12] и ангидрита [13].
В пятикомпонентных системах, где одной из равновесных фаз является карналлит, он участвует в формировании следующих пятерных нонвариантных точек с равновесными твёрдыми фазами.
Система NaCl-KCl-MgCh-CaCh-^O: Е|=Кр+Га+Би+Тх; Е| =Кр+Га+Гф+Си; Е^=Кр+Га+Гф+Тх. Система Na,K,Mg,//SO4,Cl-H2O: Е|0=Кр+Га+Каи+Си; Е^Кр+Би+Га+Ки;
Адрес для корреспонденции: Солиев Лутфулло. 734003, Республика Таджикистан, г. Душанбе, пр. Рудаки, 121, Таджикский государственный педагогический университет. E-mail: [email protected]
Е|4=Кр+Каи+Ки+Га. Система K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O: Е£4=Кр+Ан+Гф+Си; Е£5=Кр+Ан+Би+Тх; Е|8=Кр+Ан+Би+Ки; Е^=Кр+Ан+Гф+Тх; Е ^3=Кр+Ан+Каи+Си; Е^6=Кр+Ан+Каи+Ки. Здесь и далее Е обозначает нонвариантного точку с верхним индексом, указывающим на компонентность системы, и нижним индексом, указывающим на порядковый номер точки. Порядковые номера точек, для удобства изложения материала, сохранены такими же, как в [9]. Приняты следующие обозначения равновесных твёрдых фаз: Кр - карналлит KCl-MgCl-6H2O; Га - галит^О; Би - бишофит MgCl-6H2O; Тх -тахгидрит 2MgCl2-CaCl2-12H2O; Гф - гидрофилит KCl CaCl2;^ - сильвин KCl; Каи - каинит KCl MgSO4 3H2O; Ки - кизерит MgSO4 H2O; Ан - ангидрит CaSO4.
Е5
68
Е5
76
Кр+Ки
J21
F5 -
с,34
Кр+Каи
— F5 -с20
F5
с73
Кр+Би
Кр+Га
Ef
Е| Кр+Си
Кр+Тх
Кр+Гф
J71
р5 с64
Е5
68
Eis
El
J76
Кр + Ан
Е5
J71
73
J64
Рис. 1. Схематическая диаграмма фазовых равновесий системы Na, K, Mg, Ca // SO4, О - H2O при 50°С на уровне пятикомпонентного состава в области кристаллизации карналлита, построенная методом трансляции.
Фрагмент схематической диаграммы [14] фазовых равновесий исследуемой системы при 50°С в области кристаллизации карналлита для уровня пятикомпонентного состава приведён на рис.1. На диаграмме (рис.1) отражены все элементы строения (дивариантные поля, моновариантные кривые, нонвариантные точки) системы Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O 50°С и их взаимное расположение в области кристаллизации карналлита на уровне пятикомпонентного состава. Фазовый состав осадков пятерных нонвариантных точек приведён выше. Фазовый состав осадковдивариантных полей указан на рисунке. Фазовый состав осадков моновариантных кривых, проходящих между пятерным нонвариантными точками, таков:
Е,5 Е45 = = Кр+Га+Тх; Е15 — Е215 = Кр+Би+Га;
Е|5 Е655 = Кр+Би+Тх; Е?5 Е45 = Кр+Га+Гф;
Е25 - Его5 = Кр+Га+Си; Ег5 Еб45 = Кр+Гф+Си;
Е45 — Е715 = Кр+Гф+Тх; Его5 - -- Е345 = Кр+Га+Каи;
Его5- — Е735 = Кр+Си+Каи; Ег!5 - Е345 = Кр+Га+Ки;
Е215 Еб85 = Кр+Би+Ки; Е345 Е?65 = Кр+Каи+Ки;
Еб45 Е?15 = Кр+Ан+Гф; Еб45 Е715 = Кр+Ан+Си;
Еб55 - Еб85 = Кр+Ан+Би; Еб55 -- Е7,5 = Кр+Ан+Тх;
Еб85 Е765 = Кр+Ан+Ки; Е735 Е765 = Кр+Ан+Каи.
Трансляция пятерных нонвариантных точек на уровень шестикомпонентного состава системы приводит к образованию следующих шестерных нонвариантных точек с равновесными твёрдыми фазами:
На рис. 2 представлена совмещённая схематическая диаграмма фазовых равновесий системы К, М§, Са//804, С1-Н20 при 50°С в области кристаллизации карналлита на уровнях пяти- шести-компонентного составов.
п5
'68ч
Р5 21
ае5
р5 1
"•А,
Я
я*' 6
р5 .
р5 и4
>Е5 ■
V17
5
ГА
5 '
р5 с20>
Й5
С64 -
^73
и р5 к*
Рис. 2. Совмещённая схематическая диаграмма фазовых равновесий системы Na,K,Mg,Ca//S04,C1-H20 50 С в области кристаллизации карналлита на уровнях пяти- шестикомпонентного составов, построенная методом
трансляции.
Таблица
Равновесные твёрдые фазы (РТФ) и контуры дивариантных полей (КДП) системы Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O при 50°С в области кристаллизации карналлита (KCl•MgCl•6H2O)
На рис. 2 тонкие сплошные линии отражают моновариантные кривые уровня пятикомпонент-ного состава, фазовый состав осадков которых приведён выше. Пунктирные линии отражают моновариантные кривые, образованные при трансляции пятерных нонвариантных точек (направления трансляции указаны стрелками). Фазовый состав их осадков идентичен фазовым составам транслированных пятерных нонвариантных точек.
Толстые сплошные линии также отражают моновариантные кривые, но они проходят между шестерными нонвариантными точками и характеризуются следующим фазовым составом осадков:
Анализ построенной методом трансляции фрагмента диаграммы фазовых равновесий системы Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O 50°С в области кристаллизации карналлита показывает на наличие 19 дивариантных полей, равновесные твёрдые фазы и контуры которых приведены в таблице.
Как видно из рис. 2 и табл., из 19 дивариантных полей 18 образованы в результате трансляции моновариантных кривых уровня пятикомпонентного состава на уровень шестикомпонентного состава. Одно дивариантное поле, с равновесными твёрдыми фазами Кр+Ан+Га, образовано как результат оконтуривания поверхности системы шестерными нонвариантными точками и проходящими между ними моновариантными кривыми.
Таким образом, карналлит, как равновесная фаза, участвует в формировании следующего количества геометрических образов системы Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O при 50°С на уровнях пятикомпо-нентного (А) и шестикомпонентного (Б) составов:
Уровень компонентности А Б
Нонвариантные точки 12 6
Моновариантные кривые 18 18
Дивариантные поля 8 19
Поступило 30.07.2012 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно- солевых систем. - СПб.: Химиздат, 2004, т. 2, кн. 1-2, 1247с.
2. Солиев Л. - Журн. физ. химии, 1980, т. 54, № 6, с. 1541-1544.
3. Солиев Л. - Журн. неорган. химии, 1986, т. 30, № 9, с. 2398-2401.
4. Солиев Л., Горощенко Я.Г., Горникова М.А., Патриляк Н.М. - Укр. хим. журнал, 1991, т. 52, № 4, с. 351-355.
5. Горощенко Я.Г. Массцентрический метод изображения многокомпонентных систем. - Киев: Нау-кова думка, 1962, 264с.
6. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий многокомпонентных водно-солевых систем методом трансляции. - М., 1987, 28с. Деп. в ВИНИТИ АН СССР 20. 12. 87г., №8990 - В 87.
7. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа методом трансляции. - Душанбе: ТГПУ им. К. Джураева, 2000, кн. 1, 247 с.
8. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа методом трансляции. - Душанбе: «Шучоиён», 2011, кн. 2, 147с.
9. Солиев Л. - ДАН РТ, 2009, т.52, № 8, с. 613-618.
10. Солиев Л. - Известия ТО МАН ВШ, 2011, №1, с. 76-80.
11. Солиев Л. - Известия ТО МАН ВШ, 2011, № 3, с. 57-61.
12. Солиев Л. - Известия ТО МАН ВШ, 2011, № 4, с. 75-79.
13. Солиев Л. - Журн. неорган. химии, 2011, т.56, №10, с. 1739-1745.
14. Солиев Л. - Журн. неорган. химии, 1988, т.33, № 5, с. 1305-1310.
Л.Солиев
МУВОЗИНАТ^ОИ ФАЗАГИИ СИСТЕМАИ Ка,К,Ме,Са//804,С1-Н20 ДАР ХДРОРАТИ 50°С ВА ^УДУДИ КРИСТАЛЛИЗАТСИЯИ КАРНАЛЛИТ
(ксьмесь-бшо)
Донишго^и давлатии омузгории Тоцикистон ба номи С.Айни
Бо усули транслятсия мувозинатхои фазагии системаи Ка,К,М£,Са//804,С1-Н20 дар харорати 50°С ва худуди кристаллизатсияи карналлит (KC1•MgCl2•6H20) муайян карда шудааст. Мукаррар карда шудааст, ки карналлит хамчун яке аз фазахои дар мувозинат будаи системаи
омухта шуда дар харорати 50°С, дар ташаккулёбии 6 нуктахои нонвариантй, 18 хатхои моновариантй ва 19 майдонхои дивариантй ширкат меварзад. Дар асоси далелхои ба даст овар-да шуда барои худуди кристаллизатсияи карналлит маротибаи аввал фрагменти диаграммаи мувозинатх,ои фазагии системаи омухта шуда сохта шудааст.
Калима^ои калиди: Усули транслятсия - диаграммаи схемагй - элементной геометрй - нуцта^ои нонвариантй - хатуои моновариантй - майдощои дивариантй - мувозинатуои фазагй - карналлит.
L.Soliev
PHASE BALANCE OF SYSTEM Na, K, Mg, Ca//SO4, C1-H2O AT 50°С IN AREA CRYSTALLIZATION OF KARNALLIT (KClMgCl6H2O)
S.Ainy Tajik State Pedagogical University By method of compilation are investigated of phase balance of system Na, K, Mg, Ca // SO4, Cl-H2O at 50°С in area crystallization of karnallit(KQ-MgCl-6H2O). Is established, that karnallit, as the equilibrium phase of the investigated system, participates in formation 6 invariant of points, 18 monovariant curves and 19 divariant of fields. The fragment of the diagram phase equilibrium investigated of systems for area crystallization of karnallit is constructed.
Key words: method of compilation - schematic diagram - geometrical images - univariant of a point - monoalternative curve - divariant of a field - phase balance - karnallit.
