Физико-химические свойства расплавленных смесей фторида циркония с галогенидами щелочных металлов

• Автор: Широкова, Наталья Вениаминовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Введение

1. Методики приготовления исходных солей и проведения эксперимента

1.1. Методика приготовления исходных солей

1.2. Методика измерения плотности и расчета объемных свойств расплавленных солей

1.3. Методика исследования электропроводности солевых расплавов

1.4. Методика исследования поверхностного натяжения и расчета поверхностных свойств расплавов
1.5. Расчет поверхностных свойств трехкомионентных систем на основании данных о двойных граничных

1.6. Методика исследования плавкости солей

1.7. Оценка погрешности измерений

2. Плотность и объемные свойства расплавленных смесей фторида циркония с галогенидами щелочных металлов
2.1. Закономерности изменения объемных свойств расплавов, содержащих фторид циркония
2.2. Закономерности изменения плотности и объемных свойств бинарных расплавов 4 М щелочной металл
2.3. Плотность расплавленной смеси i4
2.4. Плотность расплавленной смеси i4
2.5. Объемные свойства трехкомпонентных расплавленных смесей i4 и i4
3. Электропроводность солевых расплавов
3.1. Закономерности изменений транспортных свойств расплавленных смесей тетрафторида циркония с галогенидами щелочных металлов
3.2. Закономерности в изменениях электропроводности бинарных систем 4 М щелочной металл
3.3. Удельная электропроводность расплавов системы i4
3.4. Удельная электропроводность расплавов смесей i4
3.5. Транспортные свойства трехкомпопеитных расплавленных смесей i4 и i4
4. Поверхностное натяжение цирконийсодержащих расплавов
4.1. Закономерности в изменениях поверхностных свойств расплавленных смесей, содержащих г4 и галогениды щелочных металлов
4.2. Поверхностное натяжение расплавленных бинарных систем 2гР4МС1 М щелочной металл
4.3. Поверхностное натяжение расплавленных смесей 1лРКР2гР4
4.4. Поверхностное натяжение расплавов системы 1лС1КРгР4
5. Поверхностные свойства расплавов, содержащих фторид циркония
5.1. Диаграмма плавкости и расчет коэффициентов активностей компонентов системы ЫСКгР4
5.2. Состав поверхностного слоя бинарных расплавленных систем 2гР4МС1 М щелочной металл
5.3. Строение и состав поверхностного слоя расплавов смесей 1лРКРггР4
5.4. Строение и состав поверхностного слоя расплавленной смеси ЫС1КРХг4
Выводы
Литература


На протяжении долгого времени вопрос о существовании комплексных группировок считался дискуссионным, однако процессы комплексообразования в ионных расплавах были доказаны многими исследованиями . Кроме того, неаддитивность основных физикохимических параметров многих исследуемых ионных жидкостей подтверждают образование устойчивых комплексных форм в расплавах. Особенность процессов комплексообразования смешанных солевых расплавов заключается в том, что структурная форма комплексов меняется с составом расплавов. В этих смесях комплексообразователями являются ионы, обладающие большим ионным моментом. Комплексная модель строения расплавов галогенидов щелочных металлов, предложенная Смирновым М. В. с сотрудниками , находит убедительные подтверждения при изучении различных но своей природе свойств расплавленных жидкостей термодинамических, транспортных, поверхностных и других. Согласно тетраэдрической модели строения галогенидов щелочных металлов, расплавы этих индивидуальных солей представляют из себя комплексные группировки, образованные на основе катиона щелочного металла. Во внешней координационной сфере находятся относительно свободные катионы щелочных металлов. Хаотично расположенные пустоты занимают пространство между автокомплексами. X галогенион п координационное число. Исключением из этого правила являются фториды калия, рубидия и цезия, где болсс энергетически выгодно образование автокомплексов на основе фторид аниона ЯЛ, обладающего большим ионным моментом, чем катионы К, ЯЬ, Сз. Более сложное строение имеют расплавы галогенидов поливалентных металлов. Вследствие того, что связь поливалентных катионов с анионами характеризуется определенной долей ковалентности, в их индивидуальных расплавах, повидимому, существуют как комплексные анионы МХп, так и катионы МХт в которых координационные числа ш и п, а также прочность связи МХ определяется размерами и зарядами ионов М и Х. Когда эти соли смешиваются с одноодновалентными солями например, галогенидами щелочных металлов, происходит перегруппировка ионов. Смещение равновесие этой реакции в ту или иную сторону и прочность связи частиц в комплексах обуславливает многообразие зависимостей различных физикохимических свойств расплавленных солевых смесей. Таким образом, чистую расплавленную соль, а также смеси, можно рассматривать как систему комплексных ионов, свободных ионов и вакансий, взаимное расположение которых неупорядочено и подчиняется законам статистического распределения. Состав комплексных соединений величина непостоянная, в расплаве существует динамическое равновесие между комплексами разного состава вследствие обмена лигандами . Систематическое изучение физикохимических свойств солевых расплавов дает возможность привлечения новых экспериментальных сведений к объяснению строения ионных жидкостей. В этом плане большой интерес представляют исследования смесей галогенидов щелочных металлов с солями поливалентных металлов, в частности, хлоридов и фторидов, свойства которых исследованы еще недостаточно. Так, бинарные галоидные расплавы, их свойства и процессы, протекающие при смешении, достаточно полно изучены в работах многих авторов. Менее детально изучены трехкомпонентные смеси. ЦЕЛЬ настоящей работы заключалась в получении экспериментальных данных по важнейшим физикохимическим характеристикам плотности, поверхностному натяжению и электропроводности многокомпонентных расплавленных систем i4, i4 и i4. На основании полученных результатов выявление характера взаимодействия в изучаемых системах и формулировка положений о влиянии анионного и катионного состава на закономерности изменения свойств исследуемых систем. Полученные закономерности объяснены с позиции комплексной теории строения ионных жидкостей. НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. Впервые измерены плотность, поверхностное натяжение и электропроводность расплавленных смесей i4, i4 и i4 в широком интервале температур 3 К и концентраций 0 мол. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Первичные данные по физикохимическим характерис тикам расплавов, содержащих тетрафгорид циркония, имеют самостоятельную ценность как справочный материал для расчетов аппаратов различного технологического назначения.