Влияние температуры на растворимость тройных систем NaBO2-NaOH-H2O и kbo2-koh-h2o Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 544.01

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА РАСТВОРИМОСТЬ ТРОЙНЫХ СИСТЕМ NaB0,-Na0H-H,0 И КВ0,-К0Н-Н,0

А, В, Чуриков, К, В, Запсис, В, В, Храмков, М, А, Чуриков, И, М, Гамаюнова

Саратовский государственный университет, Россия E-mail: [email protected] Поступила в редакцию 24.01.11 г.

Изучение взаимной растворимости тройных систем Na0H-NaB02-H20 и К0Н-КВ02-Н20 имеет как фундаментальное, так и прикладное значение. Эти системы представляют собой продукгы разряда борогидридных топливных элементов. Рабочие характеристики таких смесей определяются растворимостью компонентов. В настоящей работе методом изотермического насыщения в температурном диапазоне 10+50°С исследована растворимость в указанных трёхкомпонентных системах. Были определены составы равновесных жидкой и твёрдой фаз. составы эвтонических и перитонических равновесий, координаты областей гомогенных растворов. Системы с натриевым и калиевым ионами значительно отличаются по температурной зависимости растворимости твёрдых компонентов.

Ключевые слова: многокомпонентные системы, фазовые диаграммы, растворимость, метабораты. водородная энергетика, топливные элементы.

A study of the solubility in the ternary systems Na0H-NaB02-H20 and K0H-KB02-H20 is of special interest from a fundamental and practical point of view. These systems represent the discharged products of the borohydrides fuel cells. The performance of such mixtures is determined by the solubility of their components. Therefore, in the present work the solubility in the ternary systems was studied by means of isothermal saturation within 1 (H-50°C. The compositions of the equilibrium liquid and solid phases and compositions of the eulonic and perilonic equilibria, the coordinates of the homogeneous solution ranges have been determined. The systems with sodium and potassium ions considerably differ by the temperature influence on solubility of solid components.

Key words', three-component systems, phase diagrams, solubility, melaborales. hydrogen power engineering, fuel cell.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая работа является продолжением паптих исследований растворимости в трёхкомпонентных системах «метаборат-щёлочь-вода», представленных в [1]. Известно, что растворы, содержащие указанные компоненты, образуются в результате разряда борогидридных топливных элементов (ТЭ) [2-4]. С технологической точки зрения разряженное топливо должно быть жидким, поскольку образующиеся твёрдые осадки частично разрушают пористую структуру электродов и ухудшают работу топливного элемента в целом. В связи с этим важным является поиск составов систем №В02-Ка0Н-Н20, КВ02-К0Н-Н20, максимально концентрированных и предельно гомогенизированных, и далее, исходя из составов отработанного топлива, расчёт исходных топливных составов.

Ранние работы [5-7] содержат данные по двойным №В02-Н20 и КВ02-Н20 системам. В работе [1] нами приведены результаты исследований растворимости в тройных системах №В02-Ка0Н-Н20 и КВ02-К0Н-Н20 при температуре -10°С. Показано, что фазовые диаграммы характеризуются наличием относительно узких областей

гомогенного раствора и большим количеством полей кристаллизации. Так, в системе КаВ02-№0Н-Н20 кристаллизуются пять твёрдых фаз: лёд, КаВ02-2Н20, КаВ02-4Н20, Ка0Н-Н20 и Ка0Н-4Н20. Система КВ02-К0Н-Н20 также имеет пять полей кристаллизации: лёд, К0Н-Н20, КВ02-4Н20, КВ02-1.5Н20, КВ02-1.25Н20. Поскольку образование тех или иных кристаллизационных фаз определяется температурой, представляется актуальным изучение растворимости в тройных системах №В02—ИаОН-Н20 и КВОч— К0Н-Н20 при различных температурах.

В связи с этим в настоящей работе проведены исследования температурной трансформации диаграмм растворимости трёхкомпонентных систем КаВ02-Ка0Н-Н20 и КВ02-К0Н-Н20, изучены закономерности изменений составов твёрдых фаз и составов смесей, соответствующих точкам поп-вариантного равновесия. Построены изотермы растворимости при температурах 10, 25, 50°С.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Фазовые равновесия в тройных системах КаВ02-Ка0Н-Н20 и КВ02-К0Н -Н20 исследовали методом изотермического насыщения по

© ЧУРИКОВ А. В., ЗАПСИС К. В., ХРАМКОВ В. В., ЧУРИКОВ М. А., ГАМАЮНОВА И. М„ 2011

методике, описанной в [1]. Составы растворов и твердых осадков определяли методом кислотпо-осповпого титрования, методика анализа также подробно изложена в работе [1]. Результаты экспериментов представлены в форме концентрационных треугольников Гиббса-Розебома, вершины которых отвечают чистым компонентам, точки па сторонах - составам бинарных систем, а точки внутри треугольников характеризуют состав тройных смесей.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Система ЫаВО ^-ИаОН-НЮ

На рис. 1 приведена диаграмма растворимости системы КаВ02-Ка0Н-Н20 при 10°С, координаты точек, соответствующих составам равновесных жидких и твердых фаз, представлены в табл. 1. Гомогенная жидкофазная область 1 ограничивается линиями кристаллизации твёрдых фаз. Растворимость №В02 в чистой воде составляет 17.7 мае. %. Небольшое введение щёлочи приводит к незначительному увеличению общей растворимости компонентов в системе, при этом рас-

Растворимость компонентов тройной

творимость метабората натрия снижается, и он кристаллизуется в виде тетрагидрата. Дальнейшее введение щёлочи приводит к резкому увеличению общей растворимости в системе, тогда кристаллизующийся вначале тетрагидрат КаВ02-4Н20 преобразуется в точке перитоники р\ в дигидрат №В02-2Н20, отщепляя воду. Растворимость №В02 в этом случае падает до 5.3 мас.% (см. табл. 1). Эвтонической точке е\ соответствует равновесие (/+ ^аВ0,-2Н,0+5ЫаОн)- По левую сторону от эвтонического треугольника расположено поле кристаллизации №ОН.

Повышение температуры системы до 25°С приводит к закономерному перемещению точек па диаграмме и уменьшению полей кристаллизации (рис. 2). Набортвёрдьтх фаз в системе не изменяется (1ЧаВ02-4Н20, КаВ02-2Н20, КаОН и Ка0Н-Н20), однако суммарная растворимость компонентов несколько увеличивается, о чем свидетельствует смещение линии ликвидуса и увеличение поля гомогенного раствора 1 па треугольнике. Растворимость №В07 в высокощелочпой точке эвтопики е2 достигает 14 мас.%. Составы равновесных жидких и твёрдых фаз приведены в табл. 2

Таблица 1

гемы №1В02-№ЮН-Н20 при 10 °С

Состав насыщенного раствора, мас.% Состав твёрдого остатка . мас.% Равновесные твёрдые фазы

№1В02 №ЮН н2о №1В02 №ЮН н2о

17.7 0.0 82.3 43.0 0.0 57.0 №1В02-4Н,0

15.0 2.6 82.4 43.3 0.1 56.6 №1В02-4Н,0

6.3 15.2 78.5 38.2 3.7 58.1 №1В02-4Н,0

8.0 13.4 78.6 42.0 2.5 55.5 №1В02-4Н,0

4.7 20.2 75.1 39.4 4.0 56.6 №1В02-4Н,0

4.9 24.0 71.1 35.2 8.0 56.8 №1В02-4Н,0

6.2 26.5 67.3 41.0 5.0 54.0 №1В02-4Н,0

5.3 27.6 67.1 37.7 11.7 50.6 КаВ02-4Н20+КаВ02-2Н20 (/Я)

4.6 32.9 62.5 39.0 14.1 46.9 №1В02-2Н,0

4.2 34.6 61.2 40.6 13.4 46.0 №1В02-2Н,0

3.7 37.5 58.8 42.7 13.4 43.9 №1В02-2Н,0

4.6 40.8 54.6 37.2 18.9 43.9 №1В02-2Н,0

5.9 43.2 51.0 34.8 22.2 43.0 №1В02-2Н,0

7.7 44.8 47.5 34.0 25.0 41.0 №1В02-2Н,0

8.9 47.4 43.7 14.0 51.5 34.5 Ка0Н+КаВ02-2Н20(е1)

7.2 48.3 44.6 6.2 59.0 34.8 №ЮН

5.4 49.3 45.3 4.3 60.5 35.2 №ЮН

2.9 50.3 46.8 2.8 60.7 36.5 №ЮН

2.4 51.0 46.6 2.0 61.5 36.5 №ЮН

0.0 52.7 47.3 0.0 63.6 36.4 №ЮН

Примечание. Жирным шрифтом выделены составы равновесных жидких и твёрдых фаз для перитонической (р1) и эвтонической (е1) точек.

Рис. 1. Фазовая диаграмма системы №В02-Ыа0Н-Н20 при 10°С (/ — жидкая фаза, тонкие линии — ноды, соединяющие сосуществующие фазы). Составы насыщенного раствора (°) и твёрдого остатка (х) приведены в табл. 1

Растворимость компонентов

Рис. 2. Фазовая диаграмма системы №В02-Ыа0Н-Н20 при 25°С (/ — жидкая фаза, тонкие линии — ноды, соединяющие сосуществующие фазы). Составы насыщенного раствора (°) и твёрдого остатка (х) приведены в табл. 2

Таблица 2

й системы №В02-№0Н-Н20 при 25 °С

Состав насыщенного раствора, мас.% Состав твёрдого остатка, мас.% Равновесные твёрдые фазы

№В02 №ОН Н20 №В02 №ОН Н20

22.5 0.0 77.5 - - - №В02-4Н20

21.3 2.3 76.4 42.7 0.4 56.9 №В02-4Н20

16.2 5.4 78.4 - - - №В02-4Н20

12.0 11.6 76.4 46.3 0.7 53.0 №В02-4Н20

9.6 16.5 73.9 46.0 0.8 53.2 №В02-4Н20

8.5 23.8 67.7 48.6 4.8 46.6 ^В02-4Н20ШаВ02-2Н20 (р2)

7.2 25.8 67.0 35.1 13.6 51.3 №В02-2Н20

6.1 29.7 64.2 36.6 14.7 48.7 №В02-2Н20

4.9 33.8 61.3 37.9 16.0 46.1 №В02-2Н20

6.1 37.5 56.4 35.5 19.3 45.2 №В02-2Н20

9.3 41.1 49.6 32.6 23.5 43.9 №В02-2Н20

11.1 42.4 46.5 38.5 21.3 40.2 №В02-2Н20

14.0 43.0 43.0 29.7 38.0 32.3 ^0НШаВ02-2Н20 (е2)

12.2 44.6 43.2 3.5 84.6 11.9 №ОН

8.9 47.7 43.4 7.3 58.9 33.8 №ОН

5.1 51.2 43.7 4.0 62.0 34.0 №ОН

2.9 53.2 43.9 - - - №ОН

1.9 54.0 44.1 2.0 61.8 36.2 №ОН

0.0 54.7 45.3 0.0 63.8 36.2 №ОН

Примечание. Жирным шрифтом выделены составы равновесных жидких и твёрдых фаз для перитонической (р2) и эвтонической (е2) точек.

Рассмотрим фазовую диаграмму системы №В02-Ма0Н-Н20 при 50°С. Составы жидких и твердых фаз сведены в табл. 3, а диаграмма представлена на рис. 3. Как видно из рисунка, диаграмма существенно изменилась по сравнению с низкотемпературными изотермами. Характерной особенностью явилось существенное увеличение гомогенной области с суммарной концентрацией

насыщенного раствора (№В02 + №0Н) более 60 мас.%; при этом наблюдается смещение точки эв-тоники к щелочной стороне треугольника. Другой отличительной особенностью системы при 50°С явились частичная перекристаллизация твёрдых фаз и образование новых фаз. Методом построения лучей Шрейнемакерса было обнаружено существование четырех твердых фаз: кристаллоги-

40 №В0;2Н20

60 №В0;4Н20

'50

№ОН о 10 20 30 40 50 60 70 80

мае. %

дратов №В02-2Н20, №В02-0.5Н20 и безводных компонентов ШОН и №В02. Эвтопнческая точка еЪ соответствует равновесию насыщенного раствора и твердых безводных компонентов Дашгая диаграмма оказалась самой трудной для изучения, так как насыщенный раствор был вязким и тяжело отделялся от твердой фазы из-за высокой концентрации растворенных веществ.

При переходе 10°С^25оС^50°С происходит закономерная трансформация фазовой диаграммы. При повышении температуры область существования тетрагидрата КаВ02-4Н20 сокращается за счет передвижения точки перитопики вдоль линии ликвидуса от эвтопической точки к противоположной стороне треугольника, где она исчезает при достижении температуры распада соответствующего кристаллогидрата в двойной системе. Пери-топические точки, перемещаясь, двигают вместе с собой перитопические треугольники. Например, поле кристаллизации гидрата №В02-4Н20 должно полностью исчезнуть при достижении его температуры плавления (58°С) [7]. Одповремеп-

Растворимость компонентов тро!

по возникают поля кристаллизации новых, менее гидратироваппых твёрдых фаз (кристаллогидрата КаВ02-0.5Н20 и безводной соли ШВ02) и связанные с ними перитопические треугольники. Перитопические точки берут начало от эвтектической точки и движутся при повышении температуры в направлении от центра диаграммы к ее боковым сторонам. Рис. 4 демонстрирует перемещение линий насыщенных растворов па диаграмме системы Ка0Н-№В02-Н20 при изменении температуры. Таким образом, в «натриевой» системе наиболее существенное изменение состава твёрдых фаз происходит при переходе 25°С —*■ 50°С.

Система КВ02-К0Н-Н20

В аналогичной «калиевой» тройной системе температурная трансформация носит несколько иной характер: диаграмма растворимости не претерпевает существенных изменений при увеличении температуры выше 10°С.

Рассмотрим ключевые моменты температурной трансформации трехкомпопептпой системы КВ02-К0Н-Н20. Растворимость компонентов в

Таблица 3

й системы №В02-№0Н-Н20 при 50 °С

Состав насыщенного раствора, мас.% Состав твёрдого остатка, мас.% Равновесные твёрдые фазы

№В02 №ОН н2о №В02 ЫаО Н н2о

29.6 8.0 62.4 45.6 4.3 50.1 №В02-2Н20

23.0 13.9 63.1 - - - №В02-2Н20

19.5 19.0 61.6 49.1 6.4 44.5 №В02-2Н20

19.1 20.2 60.7 37.0 11.9 51.1 №В02-2Н20

17.7 25.6 56.8 - - - №В02-2Н20

18.0 30.4 51.6 - - - №В02-2Н20

19.4 33.2 47.4 37.9 19.3 42.8 №В02-2Н20

20.5 35.0 44.5 43.9 16.1 40.0 №В02-2Н20

22.0 36.0 42.0 39.4 21.1 39.5 №В02-2Н20

21.9 36.9 41.2 42.5 21.2 36.3 ^В02-2Н2ОНЧЧаВ020.5Н20 (рЪ)

22.0 38.0 40.0 55.3 18.9 25.8 №В02-0.5Н20

21.8 39.9 38.3 - - - ^ВО20.5Н2ОНЧЧаВО2 (/>4)

18.0 43.1 38.9 - - - №В02

15.0 47.0 38.0 25.0 41.4 33.6 №В02

12.3 52.1 35.6 30.0 41.7 28.3 №В02

10.6 56.1 33.3 13.4 60.1 26.5 N30 Н +^В02(1'3)

5.3 59.2 35.5 4.1 64.4 31.5 №ОН

3.6 59.9 36.5 3.3 63.7 33.0 №ОН

2.5 59.9 37.6 2.3 66.6 31.1 №ОН

0.0 60.9 39.1 0.0 64.9 35.1 №ОН

Примечание. Жирным шрифтом выделены составы равновесных жидких и твёрдых фаз для перитонических (рЗ. р4) и эвтонической (еЗ)точек.

данной тройной системе при -10°С была изучена нами. Было показано [1], что фазовая диаграмма характеризуется наличием достаточно широкой гомогенной области и присутствием пяти кристаллизационных фаз: льда, К0Н-Н20, КВ02-4Н20, КВ02-1.5Н20 и КВ02-1.25Н20.

При увеличении температуры до 10°С диаграмма претерпевает существенные изменения, а именно исчезает поле кристаллизации льда и значительно увеличивается область гомогенного раствора, что особенно ценно с практической точ-

Рис. 3. Фазовая диаграмма системы МаВ02-Ма0Н-Н20 при 50°С (/ - жидкая фаза, тонкие линии - ноды, соединяющие сосуществующие фазы). Составы насыщенного раствора (°) и твердого остатка (х) приведены в табл. 3

ки зрения (рис. 5). Рассматривая смещение линии ликвидуса, отметим, что суммарная растворимость компонентов при движении от «метаборатной» к «щелочной» стороне треугольника практически не меняется и остается на уровне 40-45 мас.% при изменении щёлочности раствора от 0 до 40 мас.%. Другими словами, сколько мы вводим щёлочи в раствор, столько же примерно метабората удаляется из раствора. При дальнейшем увеличении содержания КОН общая растворимость возрастает за его счет и достигает максимума в эвтонической

НО

0 100

мае. %

Рис. 4. Линии ликвидуса для системы №В02№0НН20 при различных температурах; 0 - Т = -10°С [1]; о - Т = 10°С; х - Т = 25°С; v - Т = 50°С. Состав равновесных жидких фаз приведен в табл. 1,2,3

Таблица 4

Растворимость компонентов тройной системы КВ02 - КОН - Н20 при 10 °С

Состав насыщенного раствора, мае. % Состав твёрдого остатка, мае. % Равновесные твёрдые фазы

кво2 КОН н2о кво2 КОН н2о

43.2 0.0 56.8 67.5 32.5 32.5 КВ02-1.25Н20

38.5 4.2 57.3 61.1 36.9 36.9 КВ02-1.25Н20

32.9 7.3 59.8 - - - КВ02-1.25Н20

23.7 15.5 60.8 58.0 37.0 37.0 КВ02-1.25Н20

15.9 23.6 60.5 57.8 34.5 34.5 КВ02-1.25Н20

8.7 34.3 57.0 56.3 33.1 33.1 КВ02-1.25Н20

6.1 36.2 57.7 - - - КВ02-1.25Н20

5.4 38.2 56.4 59.7 30.9 30.9 КВ02-1.25Н20

5.7 44.0 50.3 - - - КВ02-1.25Н20

6.1 45.4 48.5 55.0 31.0 31.0 КВ02-1.25Н20

6.2 48.1 45.7 8.0 39.0 39.0 К0Н+КВ021.25Н20 (<?4)

4.7 48.7 46.6 4.0 38.0 38.0 КОН

3.7 49.0 47.3 3.0 37.0 37.0 кон

2.7 49.5 47.8 1.8 39.1 39.1 кон

1.5 49.3 49.2 - - - кон

0.0 50.0 50.0 0.0 41.0 41.0 кон

Примечание. Жирным шрифтом выделены составы равновесных жидкой и твёрдой фаз для эвтонической точки (е4).

точке е4, содержащей крайне мало метабората. Составы равновесных жидких и твёрдых фаз приведены в табл. 4.

Также обнаружено существенное изменение состава твёрдых фаз в системе КВ02-К0Н-Н20 при 10°С. Методом Шрейнемакерса обнаружено существование безводного КОН и кристалло-

Рис. 5. Фазовая диаграмма системы КВ02-К0Н-Н20 при 10°С (/ - жидкая фаза, тонкие линии - ноды, соединяющие сосуществующие фазы). Составы насыщенного раствора (°) и твёрдого остатка (х) приведены в табл. 4

Растворимость компонентов тройной

гидрата КВ02Т.25Н20. Соответственно на изотерме присутствует только одна эвтоническая точка и отсутствуют перитонические точки. Этот факт не вполне согласуется с ранней фазовой диаграммой бинарной системы КВ02-Н20 [6], согласно которой при этой температуре должен существовать гидрат КВ02Т.5Н20. Образование последнего было нами обнаружено при 25°С.

Рис. 6. Фазовая диаграмма системы КВ02-К0Н-Н20 при 25°С (/ — жидкая фаза, тонкие линии — ноды, соединяющие сосуществующие фазы). Составы насыщенного раствора (°) и твёрдого остатка (х) приведены в табл. 5

Таблица 5

системы КВ02-К0Н-Н20 при 25 °С

Состав насыщенного раствора, мас.% Состав твёрдого остатка, мас.% Равновесные твёрдые фазы

кво2 КОН Н20 кво2 КОН Н20

41.5 0.0 58.5 - - - КВ02-1.5Н20

40.6 2.0 57.4 - - - КВ02-1.5Н20

37.4 4.9 57.7 61.8 1.7 36.5 КВ02-1.5Н20

34.1 6.7 59.2 64.5 2.0 33.5 КВ02-1.5Н20

26.6 13.3 60.1 66.7 2.0 31.3 КВ02-1.5Н20

22.6 17.1 60.3 62.3 3.7 34.0 КВ02-1.5Н20

19.7 20.9 59.4 61.6 5.0 33.4 КВ02-1.5Н20

10.9 30.3 58.8 0.0 0.0 0.0 КВ02-1.5Н20

6.0 36.0 58.0 - - - КВ02-1.5Н20

5.7 39.6 54.7 56.9 9.9 33.2 КВ021.5Н20 + КВ021.25Н20 (р5)

5.2 41.5 53.3 53.6 14.1 32.3 КВ02-1.25Н20

4.9 48.5 46.6 47.3 20.3 32.4 КВ02-1.25Н20

6.2 51.8 42.0 19.4 46.3 34.3 КВ021.25Н20 + КОН(г5)

4.5 52.8 42.7 3.0 70.5 26.5 КОН

2.8 53.6 43.6 2.5 68.4 29.1 кон

0.0 53.9 46.1 - - - кон

Примечание. Жирным шрифтом выделены составы равновесных жидких и твердых фаз для перитонической (р5) и эвтонической (е5) точек.

Повышение температуры в системе КВ02-К0Н-Н20 до 25°С и далее до 50°С не приводит к существенному изменению растворимости компонентов. Фазовые диаграммы и составы жидких и твердых фаз представлены на рис. 6, 7 и в табл. 5, 6. Эвтоническое равновесие образовано фазами

^кво -1.25Н О + ^ кон точка эвтоники е5 (еб) постепенно смещается за счет увеличения раство-

римости в щелочную область диаграммы. Характерным отличием тройной системы при 25-50°С является существование перитонических точек р5 (рб) и трех твердых фаз КОН, КВ02-1.25Н20 и КВ02-1.5Н20. Рис. 8 демонстрирует передвижение линий насыщенных растворов на диаграмме калиевой системы при изменении температуры. Сравнение рис. 4 и 8 позволяет отметить суще-

Рис. 7. Фазовая диаграмма системы КВ02-К0Н-Н20 при 50°С (/ - жидкая фаза, тонкие линии - ноды, соединяющие сосуществующие фазы). Составы насыщенного раствора (°) и твёрдого остатка (х) приведены в табл. 6

Растворимость компонентов тройной

Рис. 8. Линии ликвидуса для системы КВ02-К0Н-Н20 при различных температурах; 0 - Т = -10°С [1]; о - Т= 10°С; х - Т= 25°С; V - Т= 50°С. Состав равновесных жидких фаз приведен в табл. 4, 5, 6

Таблица 6

системы КВ02-К0Н-Н20 при 50 °С

Состав насыщенного раствора, мас.% Состав твёрдого остатка, мас.% Равновесные твёрдые фазы

кво2 КОН Н20 кво2 КОН Н20

46.8 0.0 53.2 - - - КВ02-1.5Н20

43.4 1.3 55.3 - - - КВ02-1.5Н20

38.3 4.8 56.9 - - - КВ02-1.5Н20

36.9 6.9 56.2 65.0 2.0 33.0 КВ02-1.5Н20

29.0 12.4 58.6 64.1 1.9 34.0 КВ02-1.5Н20

25.6 16.0 58.4 60.4 4.2 35.5 КВ02-1.5Н20

19.7 21.3 59.0 62.6 4.3 33.1 КВ02-1.5Н20

13.5 29.3 57.2 - - - КВ02-1.5Н20

8.0 36.5 55.5 53.2 12.7 34.1 КВ021.5Н20 + КВ021.25Н20 (рб)

5.1 44.4 50.5 56.4 13.0 30.6 КВ02-1.25Н20

3.7 52.6 43.7 59.0 13.0 28.0 КВ02-1.25Н20

4.3 54.5 41.2 12.0 53.8 34.2 КВ021.25Н20 + КОН (еб)

3.2 57.2 39.6 2.2 70.4 27.4 КОН

2.4 57.6 40.0 2.5 68.4 29.1 кон

0.0 58.6 41.4 - - - кон

Примечание. Жирным шрифтом выделены составы равновесных жидких и твёрдых фаз для перитонической (рб) и эвтонической (еб)

ствсннос различие в характере влияния температуры на растворимость в системах ШВО^-МаОН-Н20 и КВ02-К0Н-Н20.

ВЫВОДЫ

Анализ фазовых диаграмм двух изученных тройных систем показал влияние природы щелочного катиона на температурную зависимость растворимости твердых компонетов. Установлено, что в трёхкомпонентной «калиевой» системе при переходе -10°С 10°С^25оС^50°С основные трансформации составов жидких и твёрдых фаз осуществляются при более низких температурах (-10 +10°С), а дальнейшее повышение температуры до 50°С не оказывает значительного влияния на растворимость твёрдых компонентов. Интересной особенностью системы является примерное постоянство суммарной растворимости (40-45 мас.%) при движении вдоль линии ликвидуса вплоть до содержания КОН « 40 мас.%. Слабая температурная зависимость растворимости также представляет ценность с практической точки зрения. В «натриевой» системе наблюдается иная картина: растворимость компонентов и состав кристаллизующихся фаз меняются на протяжении всего исследованного температурного диапазона -10-50°С.

Полученные результаты важны для развития борогидридных ТЭ. Хорошая растворимость

боратных растворов будет препятствовать накоплению продуктов разряда в пористой структуре электродов. Изученные фазовые диаграммы могут быть использованы при выборе оптимального соотношения компонентов исходной топливной смеси.

Работа выполнена при финансовой поддержке Федерального агентства по образованию РФ (ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы», государственный контракт ЛЬ П183).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чуриков A.B., Запсис К.В., Храмков В В., Чуриков М.А., Смотров AI.Il, Казаринов И. А. /У Электрохим. энергетика. 2010. Т. 10, Л» 4. С. 170-176.

2. Liu В. Н., Li Z. Р. /У J. Power Sources. 2009. Vol.187. Р.291-297.

3. Чуриков A.B., Иваншцев A.B., Запсис К.В., Сычева В.О., 1'амаюнова И.М. /У Электрохим. энергетика. 2009. Т.9, Л» 3. С.117-127.

4. Ют Ch., Ют К. J., На M. Y. /У J. Power Sources. 2008. Vol. 180. P.114-121.

5. Скворцов В. Г., Дружинин И. Г. /У Чувашский гос. пед. институт им. И.Я. Яковлева. Ученые записки. 1969. Вып. 29. С. 150-163.

6. Toledano Р. /У Comptes Rendus. Academic des Sciences. P., 1962. Vol.254, ЛЫЗ. P. 2348-2350.

7. Toledano P., Benhassaine A. // Comptes Rendus. Academic des Sciences. P., 1970. Vol.271, №25. Serie С. P. 1577-1580.