Строение фазового комплекса водно-солевой системы из сульфатов и карбонатов калия, кальция при 0о с Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 2/2019

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 541.123.6

Солиев Лутфулло,

доктор химических наук, профессор кафедры «Общая и неорганическая химия» ТГПУ им. С.Айни,

г. Душанбе, Республика Таджикистан.

E-mail: Soliev.lutfullo@yandex.com Умаралии Сафарали, аспирант кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. С. Айни.

Синои Гулахмад, аспирант кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. С. Айни.

СТРОЕНИЕ ФАЗОВОГО КОМПЛЕКСА ВОДНО-СОЛЕВОЙ СИСТЕМЫ ИЗ СУЛЬФАТОВ

И КАРБОНАТОВ КАЛИЯ, КАЛЬЦИЯ ПРИ 0о С

Аннотация

Методом трансляции исследовано строение фазового комплекса водно-солевой системы из сульфатов и карбонатов калия, кальция при 0оС. Установлено наличие 3-х нонвариантных точек, 7 моновариантных кривых и 5 дивариантных полей. Построен фазовый комплекс системы при 0оС

Ключевые слова:

Метод трансляции-фазовый комплекс-компоненты - геометрические образы - нонвариантные точки -

моновариантные кривые - дивариантные поля.

Знание строения фазового комплекса приведенной системы необходимо для установления закономерностей, регулирующих фазовые равновесия в ней, а также для разработки оптимальных условий переработки природного минерального сырья и отходов производство, содержащих сульфаты, карбонаты калия и кальция.

Согласно литературы [1] данная система ранее не исследовалось. Нами она изучалась методом трансляции [2,3], который основан на принцип совместимости элементов строения частных n-компонентных и общей n+1 компонентной системы в одной диаграмме [4]. Метод трансляции предусматривает использования топологических свойств геометрических образов увеличивать свою размерность, при появление нового фактора равновесий, например, прибавления нового компонента. При этом они трансформируются и переносятся (транслируются) на уровень n+1 компонентного состава. На этом уровне транслированные элементы n - компонентных систем, с соблюдением правила фаз Гиббса [5], пересекаясь образуют геомерические образы n+1 компонентного уровня системы. Применения метода трансляции более подробно рассмотрены в работах [3,4].

Водно- солевая четырёхкомпонентная система K,Ca// SO4,CO3 - H2O состоит из трёхкомпонентных систем: K2SO4- K2CO3-H2O, K2SO4-CaSO4-^O, CaSO4-CaCO3-^O и ^СОз-СаСОз-ШО. Согласно [7] системы K2SO4- K2CO3-H2O, K2SO4-CaSO4-H2O, CaSO4-CaCO3-H2O изучены методом растворимости и для них, соответсвенно, установлены две и одна нонвариантные точки. Для системы K2CO3-CaCO3-H2O в литературе информации нет. Если её принять как простой эвтонической, то для исследуемой четырехкомпонентной системы, на уровне трёхкомпонентного состава, будут характерны следующие нонвариантные точки с соответствуюшими равновесными твёрдыми фазами (табл.1). Раннее данная система была исследована методом трансляции при 250С[6]

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 2/2019

Таблица 1

Равновесные твёрдые фазы тройных нонвариантных точек системы

К,Са// S04,С0з - Н2О при оос

Нонвариантная точка Равновесные твёрдые фазы Нонвариантная точка Равновесные твёрдые фазы

Система ^О^СОз-йО Система СаБО4-СаСОз-№О

Е3 Ар+К^1,5 Е3 е4 Гп+Сц

Система К28О4-СаБО4-Н2О Система К2СОз-СаСОз-Н2О

Е3 Е3 Ар+Сн Сн+Гп Е3 К-1,5+Сц

В табл.1 и далее Е обозначает нонвариантную точку, где её степень- компонентность системы, а индекс-номер точки. Для равновесных твёрдых фаз приняты следующие условные обозначения: Ар-арканит K2SO4; К1,5-К2СОз1,5Н2О;Сн-сингеншК^О4^ CаSO4•H2O;Гп-гипс СаSO4•2H2O; Сц-кальцит СаСОз. На аснове данных табл.1 построена диаграмма фазовых равновесий системы К,Са// SO4,СOз - Н2О при 0оС в виде «развертки» призмы. (рис.1)

н,о

Я,О

Рисунок 1 - «Развёртка» диаграммы фазовых равновесий системы К,Са// SO4,СOз - Н2О при 0оС на уровне

трёхкомпонентного состава

При трансляции тройных нонвариантных точек на уровень четырёхкомпонентного состава образуются следующие четверные нонвариантные точки:

Е| +Сн->Е|=Сн+Сц +К1.5

Солевая часть схематической диаграммы [8] фазового комплекса системы К,Са// SO4,СOз - Н2О при 0оС на уровне четырехкомпонентного состава, построенная методом трансляции, представлена на рис. 2.

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 2/2019

Рисунок 2 - Диаграмма фазового комплекса системы К,Са// SO4,СOз - Н2О при 0оС,

Построенная методом трансляции.

Как видно из рис. 2 исследуемой системе при 0оС характерно наличие 3-х нонвариантных точек, 7 моновариантных кривых и 5 дивариантных полей. Пастроенная диаграмма фрагментировано по дивариантным полям. Перечень равновесных твердых фаз и контуры которых приведены в табл.2.

Таблица 2

Равновесные твёрдые фазы и контуры дивариантных полей системы К,Са// SO4,СOз - Н2О при 0оС

{ » }

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 2/2019

Список использованной литературы:

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

2. Солиев Л. Прогнозирование строения диаграмм фазовых равновесий многокомпонентных водно -солевых систем методом трансляции. М., 1987, 28с. Деп. В ВИНИТИ АН СССР 20.12.87 г, № 8990 - В87.

3. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа методом трансляции (книга 1). Душанбе. ТГПУ. 2000г, 247с.

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

5. Аносов В. Я., Озерова М. И., Фиалков Ю. Я. Основы физико-химического анализа. М., «Наука», 1976, 503 с.

6. У. Сафарал!. Мувозинатаои фазагии системаи К,Са// SO4,СOз - ШО дар аарорати 250С.Материалы IV Международной научно-практической конференции. Астана, 2019. с. 336-340

7. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно - солевых систем. т. 1., кн. 1 -2. СПб.: Химиздат, 2003г, 1151с.

8. Солиев Л. Схематические диаграммы фазовых равновесий многокомпонентных систем. Журнал неорганической химии. 1988, т. 33, № 5, с. 1305 - 1310.

© Солиев Лутфулло, Умаралии Сафарали, Синои Гулахмад, 2019