Научная статья на тему 'ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ САSO4-САCO3-СА(HCO3)2-САF2-H2O ПРИ 250С'

ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ САSO4-САCO3-СА(HCO3)2-САF2-H2O ПРИ 250С Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
13
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СИСТЕМА / МЕТОД ТРАНСЛЯЦИИ / ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ / КОМПОНЕНТЫ / ДИАГРАММА / НОНВАРИАНТНЫЕ ТОЧКИ / МОНОВАРИАНТНЫЕ КРИВЫЕ / ДИВАРИАНТНЫЕ ПОЛЯ

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Мусоджонова Дж., Имомова Л., Джабборов И., Назарзода С., Талаб М.

Методом трансляции исследованы фазовые равновесия в системе СаSO4-СаCO3-Са(HCO3)2-СаF2-H2O при 250С. Установлено наличия в системе 6 дивариантных полей двунасыщения, 4 моновариантных кривых тринасыщения и 1 нонвариантной точки четыренасыщения с равновесными твёрдыми фазами. На основе полученных данных впервые построена замкнутая фазовая диаграмма (фазовый комплекс) исследованной системы.нми.й двунасыщения, 31- моновариантных кривых тринасыщения и 11- нонвариантных точек четыренасыщения равновесными твёрдыми фа

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.

THE PHASE BALANCE IN SYSTEM САSO4-САCO3-СА(HCO3)2-САF2-H2O AT 250С

The phase of equilibrium in the system К2SO4-К2CO3-КHCO3-КF-H2О at 250С 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 modeled for the first time.

Текст научной работы на тему «ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ САSO4-САCO3-СА(HCO3)2-САF2-H2O ПРИ 250С»

Бобоев М.У.- к.х.н., ст. преподаватель кафедры физической и коллоидной химии химического факультета ТНУ. Адрес: 734025, Душанбе, пр. Рудаки, 17, химический факультет ТНУ. Тел. (+992)918-90-90-66. Е-mail: bmu.251288@mail.ru Кабутаршоева Н.У.- научный сотрудник НИИ Адрес: 734025, Душанбе, пр. Рудаки, 17, химический факультет ТНУ. Тел. (+992)93-771-05-62. Е-mail: nargis84@mail.ru About the authors:

Fayzullozoda E. F.-Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, Dean of the Faculty of Chemistry of TNU. Address: 17 Rudaki Ave., Dushanbe, 734025, Faculty of Chemistry, TNU. Tel. (+992)93-856-96-69. E-mail: e-mail:e120286@inbox.ru

Rakhimova M.-Doctor of Chemical Sciences, Professor, Professor of the Department of Physical and Colloidal Chemistry, Faculty of Chemistry, TNU. Address: 17 Rudaki Ave., Dushanbe, 734025, Faculty of Chemistry, TNU. Tel. (+992) 918-76-90-70. Е-mail:muboshira09@mail.ru Davlatshoeva J. A.-Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, the Head of the Department of Physical and Colloidal Chemistry, Faculty of Chemistry, TNU. Address: 17 Rudaki Ave., Dushanbe, 734025, Faculty of Chemistry, TNU. Tel. (+992)93-898-96-62. E-mail: kfk1964@mail.ru

Boboev M. U.-Candidate of Chemical Sciences, Senior lecturer of the Department of Physical and Colloidal Chemistry of the Faculty of Chemistry of TNU. Address: 17 Rudaki Ave., Dushanbe, 734025, Faculty of Chemistry, TNU. Tel. (+992) 918-90-90-66. E-mail: bmu.251288@mail.ru Kabutarshoeva N. U.-Research Associate of the Research Institute. Address: 17 Rudaki Ave., Dushanbe, 734025, Faculty of Chemistry of TNU.

УКД 541.123.7

ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ CaSO4-CaCO3-Ca(HCO3)2-CaF2-H2O при 250С

СолиевЛ.,МусоджонзодаДж, ИмомоваЛ.,.ДжабборовИ, Назарзода С., ТалабМ.

Таджикский государственный педагогический университет им. С.Айни

Исследуемая пятикомпонентная система Са804-СаС03-Са(НС03)2-СаР2-Н20 является составной частью более сложной шестикомпонентной системы К,Са//804,С03,НС03,Б-Н20, закономерности фазовых равновесий в которой определяют условия галургической переработки минерального сырья, содержащего сульфаты, карбонаты, гидрокарбонаты, фториды калия и кальция, а также регенерации жидких отходов производства алюминия, содержащих эти соли [1-2].

Исследование многокомпонентных систем, в т.ч. водно-солевых, вызывает значительные затруднения, связанные с идентификацией равновесных твердых фаз, построением диаграмм состояния, большими материальными затратами и временных ресурсов. Поэтому, они мало исследованы. В частности, анализ литературы показывает, что пятикомпонентная система СаБ04-СаС03-СаНС03-СаБ2-Н20 ни кем не исследована [3], а составляющие её четырёхкомпонентные системы исследованы методом растворимости [4-7].

В данной работе рассматриваются результаты определения фазовых равновесий на геометрических образах приведенной системы, с последующим построением её фазовой диаграммы, методом трансляции [8-9]. Метод трансляции, разработанный на основе принципа совместимости элементов строения частных и общих систем в одной диаграмме [10]. Он позволяет по данным о фазовых равновесиях в n-компонентных системах прогнозировать фазовые равновесия в n+1 - компонентных системах и строить их замкнутую схематическую [11] фазовую диаграмму (фазовый комплекс).

Исследуемая пятикомпонентная система Са804-СаС03-Са(НС03)2-СаБ2-Н20 состоит аз следующих четырёхкомпонентных систем: СаБ04-СаС03-Са(НС03)2 -Н20; Са804-СаС03-СаБ2-Н20; СаБ04-Са(НС03)2-Сар2-Н20 и СаС03-Са(НС03)2-СаБ2-Н20.

Согласно [3-7], все четырёхкомпонентные системы, составляющие пятикомпонентную систему Са804-СаС03-Са(НС03)2-СаБ2-Н20, являются эвтоническими, так как для каждой из них характерно по одной нонвариантной точке со следующими равновесными твердыми фазами: для системы СаБ04-СаС03-Са(НС03)2 -Н20: Гп+Сц+СаГ (Ei4); для системы СаС03-Са(НС03)2-Сар2-Н20: Сц+СаГ+Фо (Е24). для системы СаБ04-СаС03-СаБ2- Н20: Гп+Сц+Фо (Е34); для системы СаБ04-Са(НС03)2-СаБ2- Н20: Гп+СаГ+Фо. (Е44);

Здесь и далее Е обозначает нонвариантную точку с верхним индексом, указывающим на кратность точки (компонентность системы) и нижним индексом, указывающим на её порядковый

номер. Приняты следующие условные обозначения [3]: Гп-гипс СаБО42Н2О; Сц - кальцит СаСО3; СаГ - гидрокарбонат кальция Са(НСО3)2 и Фо -флюорит СаР2.

На основе вышеприведенных данных, построена диаграмма фазовых равновесий изотермы 25 С системы Са8О4-СаСО3-Са(НСО3)2-СаР2-Н2О на уровне четырёхкомпонентного состава, солевая часть которой представлена на рис. 1 в виде «развёртки» трехгранной призмы. После её унификации (объединения идентичных полей кристаллизации) получим схематическую диаграмму фазовых равновесий системы Са8О4-СаСО3-Са(НСО3)2-СаР2-Н2О, которая представлена на рис. 2. Она в дальнейшем может служить основой (базисом) для построения диаграммы фазовых равновесий исследуемой системы на уровне пятикомпонентного состава.

Е

е :

Е'

Е'

-е :

Фо

Рисунок 2. Схематическая диаграмма фазовых равновесий системы Са8О4-СаСО3-Са(НСО3)2-СаР2-Н2О при 25 0С на уровне четырёхкомпонентного состава,

построенная методом трансляции Трансляция нонвариантных точек уровня четырёхкомпонентного состава на уровень пятикомпонентного состава реализуется по типу «сквозной» трансляции [8-9] и даёт одну пятикомпонентную нонвариантную точку с равновесными твёрдыми фазами:

Е14+Ег4+Е34+Е44-------► Е15= Гп+Сц+СаГ+Фо.

Графически эта трансляция показана на рис. 3. в виде пунктирных линий со стрелками. Стрелки указывают на направления трансляции.

Е

Е

4 4

2

Рисунок 3. Схематическая диаграмма фазовых равновесий системы СаБО4-СаСО3-Са(НСО3)2-СаР2-Н2О при 25 0С на уровне пятикомпонентного состава, построенная методом трансляции

Анализ структуры построенной методом трансляции диаграммы фазовых равновесий системы Са804-СаС03-Са(НС03)2-СаР2-Н20 при 25иС показывает, что ей характерно наличие одной нонвариантной точки четыренасыщения, четырёх моновариантных кривых тринасыщения и шести дивариантных полей двунасыщения. Моновариантные кривые образованы в результате трансляции нонвариантных точек уровня четырёхкомпонентного состава на уровень пятикомпонентного состава и фазовый состав их осадков идентичен фазовому составу последних.

Перечень и контуры дивариантных полей исследуемой системы представлены в таблице.

Таблица

Перечень и контуры дивариантных полей системы Са804-СаС03-Са(НС0з)2-СаР2-Н20 при 25°С

Твердые фазы дивариа нгных полей

Гп+СаГ

Контуры полей на диаграмме (Рис.3.)

К

Гп+СаГ

Е5

V

щ

4

Твердые фазы дивариа нгных полей

Сц+СаГ

Сц-ЬФо

Гп+Фо

СаГ+Фо

Контуры полей на диаграмме (Рнс.З.)

Ел

4

Е5 41

ЛИТЕРАТУРА

1. Мирсаидов У.М., Исматдинов М.Э., Сафиев Х.С. Проблемы экологии и комплексная переработка минерального сырьё и отходов производства. Дониш, Душанбе: 1999, 53 с.

2. Азизов Б.С., Сафиев Х.С., Рузиев Дж. Р. Комплексная переработка отходов производства алюминия. Душанбе: Эр-граф, 2005, 149 с.

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

4. М.Т.Джумаев, Л.Солиев, А.Тошов Растворимость системы Са804-СаС03-Са(НС03)2-Н20 при 250С. Вестник таджикского национального университета, 2015, с.82-87.

5. Г.Икбол, Л.Солиев, И.МНизомов. Растворимость в системе СаС03-Са(НС03)2-СаГ2-Н20 при 250С. Доклад АН РТ, 2016, Т.59, №1-2, с. 57-62.

6. Усмонов М., Солиев Л., Низомов И. Растворимость в системе Са804-СаС03-СаР2-Н20 при 250С. Доклады АН РТ, 2012, Т.55, №10. с.811-816.

7. Нури Валантена Нурхасан. Автореферат диссертации кандидата химических наук. Душанбе, 2016, с.26.

8. 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.

9. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа методом трансляции (кн. 1). -Душанбе: ТГПУ, 2000, 247 с.

10. Горощенко Я.Г. Массцентрический метод изображения многокомпонентных систем. - Киев: Наукова думка, 1982, 264 с.

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

ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ Са804-СаС0з-Са(НС0з)2-СаЕ2-И20 ПРИ 250С

Методом трансляции исследованы фазовые равновесия в системе Са804-СаС03-Са(ИС0з)2г СаР^-ИО при 250С. Установлено наличия в системе 6 дивариантных полей двунасыщения, 4 моновариантных кривых тринасыщения и 1 нонвариантной точки четыренасыщения с равновесными твёрдыми фазами. На основе полученных данных впервые построена замкнутая фазовая диаграмма (фазовый комплекс) исследованной системы.нми.й двунасыщения, 31-

моновариантных 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 СаSO4-СаCOз-Са(HCOз)2-СаF2-H2O AT 250С

The phase of equilibrium in the system K2SO4-K2CO3-KHCO3-KF-H2P 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: musojonova-j@mail.ru.

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: musojonova-j@mail.ru.

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, Сa //ra3,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.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.