Новый подход к изучению фазовых равновесий в многокомпонентных водно-солевых системах

• Автор: Кистанова, Наталья Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Литературный обзор.

1.1 Общие представления о фазовых диаграммах многокомпонентных водносолевых систем.

1.2 Методы исследования многокомпонентных водносолевых систем

1.3 Методы прогнозирования и планирования в исследовании фазовых равновесий в водносолевых системах

ГЛАВА 2. Объекты исследования

2.1 Характеристики использованных в работе солей ..

2.2 Система СГ,,С0з2Н при С

2.3 Система ШРзРО.,, НР2, СГ,Н при С

2.4 Оборудование и реактивы.

ГЛАВА 3. Методика исследования фазовых равновесий в многокомпонентных
водносолсвых системах.
3.1 Сечения и разрезы диаграммы состояния.
3.2 Изучение трехкомионентных водносолевых систем
3.3 Исследование фазовых равновесий в многокомпонентных системах ГЛАВА 4. Фазовые равновесия в системе ЫаСГ,,С0з2 Н2О при С.
4.1 Получение Ка2С0зН и 2С0зМа
4.2 Трехкомпонентные ограняющие системы.
4.3 Исследование нонвариантных равновесий.
4.4 Исследование моно и дивариантных равновесий
ГЛАВА 5. Фазовые равновесия в системе МН4Н2Р, НРО , СГ, Н
при С.
5.1 Трехкомпонентные ограняющие системы.
5.2 Четырехкомпонентные ограняющие системы
5.2.1 Система МН4Н2Р, НР2, 2 Н.
5.2.2 Система ЫН4 Н2Р, НР2, СГ Н.
5.2.3 Система ЫНРгРОЛ СГ, И.
5.2.4 Система ЫН4 НР2, СГ, Н
5.3 Пятикомпонентная система МН4Н2Р, НР2, СГ, Н.
5.3.1 Исследование нонвариантного равновесия.
5.3.2 Исследование линий моновариантного равновесия
5.3.3 Исследование ди и тривариантных равновесий.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Из координатного симплекса и соответствующего ему взаимного с ним фазового комплекса состоят диаграммы растворимости систем, в которых не происходят реакции соединения, замещения, обмена и т. Исходная система называется первичной, а полученные в результате разбиения вторичными. Размерность тех и других одинакова. Сложением вторичных обратно получается первичная система 2. При образовании конгруэнтно растворимого химического соединения АВ в одной из трех ограняющих трехкомпонентных системах АВНгО, входящих в состав четырехкомпонентной системы АВСН0, концентрационный тетраэдр разбивается плоскостью АВС2О на два координатных симплекса ААВСН2О и ВАВСНгО. Каждый такой симплекс отвечает двум простым системам, из которых слагается сложная система АВС рисунок 1. Секущая плоскость проходит через фигуративную точку АВ и через ребро, соединяющее вершины, отвечающие компонентам, не участвующим в образовании соединения в нашем случае это будет реброСНгО. Образованные два координатных симплекса должны были быть правильными тетраэдрами, но с точки зрения топологии, то, что они не являются таковыми, не имеет значения. Операция разделения тетраэдрической диаграммы первичной четырехкомпонентной системы на диаграммы вторичных четырехкомпонентных систем носит название тетраэдрации. Она аналогична триангуляции трехкомпонентных систем 2. В основе технологических схем переработки природных солей и рассолов обычно лежат диаграммы совместных растворимостей электролитов в многокомпонентных системах. Для их построения служат экспериментальные данные, получение которых требует усилий многих исследователей, длительного времени и сравнительно больших материальных затрат. Поэтому поиски аналитических зависимостей, отражающих изменение растворимости в сложных системах и дополняющих классические методы построения многомерных диаграмм актуальная задача. Рисунок 1. Наиболее распространенным является термодинамический подход к исследованию растворов, обладающий строгостью и общностью получаемых выводов, отсутствием концентрационных ограничений. Для насыщенных равновесных растворов химический потенциал соли в растворе и твердой фазе ц равны
Здесь х постоянная, характеризующая стандартное состояние растворенного вещества а его активность в данном растворе а ту где у коэффициент активности вещества. Из уравнения 1 следует, что при постоянных температуре и давлении активность соли в сс насыщенных растворах любого состава остается постоянной. Определив значение функции 1п а в точке растворимости соли i в воде, по условию ее постоянства 2 рассчитывается положение ветви, изотермы растворимости. Здесь а и аг активности солей и т моляльные концентрации солей у коэффициенты активности солей, насыщающих раствор первый индекс без скобок при у показывает какой солыо насыщен раствор, второй индекс в скобках другую соль, присутствующую в растворе. Большинство методов расчета коэффициентов активности у , либо содержат значительное число варьируемых параметров до у Скетчерда, не имеющих определенного физического смысла и неудобны изза усложненной формы расчетных уравнений, либо носят оценочный характер и имеют ограниченную по концентрации область применения. В г. Питцером предложена система уравнений, которые имеют простую форму для описания как бинарных, так и многокомпонентных систем, включают небольшое число параметров, имеющих определенный физический смысл, и воспроизводят термодинамические свойства растворов в широкой области концентрация , . К недостаткам метода Питцера следует отнести его применимость лишь в области невысоких температур справочные данные приводятся в литературе, как правило, только для температуры С, хотя и для достаточно высоких концентраций. Кроме того, в исходном виде уравнения Питцера не позволяют учесть влияния сильных взаимодействий ионов в растворе, таких как комплексообразованис. Термодинамические расчеты в достаточно сложных системах не только с большим числом компонентов, а, прежде всего, в системах, со сложной химической природой взаимодействия компонентов, носят пока приближенный характер.