Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследования фазовых равновесий многокомпонентных вводно-спиртовых-солевых систем методом трансляций

Сведения об участнике
ФИО
Шолидодов Мехроб Рустамбекович
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Башкирский государственный педагогический университет им.М.Акмуллы»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Химия и химические технологии
Раздел области наук
Физическая химия. Электрохимия. Физические методы исследования химических соединений
Тема
Исследования фазовых равновесий многокомпонентных вводно-спиртовых-солевых систем методом трансляций
Резюме
Процессы растворения и кристаллизации солей в водных и водно-спиртовых многокомпонентных системах регулируются состояниями фазовых равновесий. Поэтому знание состояния фазовых равновесий водно-солевых и водно-спиртовых-солевых многокомпонентных систем выступает научной основой при разработке оптимальных условий переработки полиминерального природного и технического сырья галургическим методом. Отсутствие данные о растворимости солей натрия в водно-спиртовых растворах проявляет актуальность по изучение этой проблемы, который даёт нам новые знание о растворимости солей натрия в водно-спиртовых системах.
Ключевые слова
метод трансляции – фазовые равновесия –компоненты – диаграмма – геометрические образы – нонвариантные точки – моновариантные кривые – дивариантные поля.
Цели и задачи
Целью данной работы - является опеределение возможных фазовых равновесий в четерехкомпонентной системе Na2SO4-Na2CO3-C2H6O -Н2О, составляющих её трехкомпонентных систем при 250С, построение их замкнутых фазовых диаграмм методом трансляции и изучение растворимости в их нонвариантных точках.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
- методом трансляции определены фазовые равновесия системы Na2SO4-Na2СO3-H2O-C2H6O при 250С и построена её замкнутая фазовая диаграмма при этой температуре;
- построенная диаграмма фрагментирована по областям кристаллизации отдельных равновесных твёрдых фаз;
Введение

Исследование фазовых равновесий многокомпонентных систем является одной из актуальных задач теоретической химии, химической технологии и экологии. Закономерности фазовых равновесий многокомпонентных водно-солевых систем определяют условия растворения и кристаллизации солей при галургической переработке сложного природного и технического (отходов производства) минерального сырья.

Выбор темы  работы связан с тем, что жидкие отходы промышленного производства алюминия, в т.ч. на Таджикском алюминиевом заводе, включают сульфаты, карбонаты, гидрокарбонаты и фториды натрия, которые составляют многокомпонентную водно-солевую систему Na2SO4-Na2СO3-NaHCO3-NaF-H2O.

 

Методы и материалы

Методы исследования:

  1. Растворимость для определения изменение растворимости при добавлении этанола в водных растворах солей натрия.
  2. Кристаллооптический метод для установления формы кристаллов солей натрия образующихся из растворов с переменной концентрации этанола.
  3. Трансляция метод, позволяющихся транслировать нонвариантные точки уровне трехкомпонентного состава на уровне четырехкомпонентного состава.       

Материал исследования:

Растворимость и фазовых состоянии трехкомпонентных систем, которые составляют данную четырехкомпонентную систему, изучение изменение физико-химические свойств водных растворах солей натрия при добавлении этанола.  

 

Описание и обсуждение результатов

Для построения диаграммы фазовых равновесий в четырехкомпонентной системе Na2SO4-Na2CO3-H2O- C2H6O при 250С были использованы диаграммы фазовых равновесий в соответствующих трехкомпонентных системах. При этом использован метод трансляции, основанный на принципе совместимости. 

Здесь и далее Е обозначает нонвариантную точку с верхним индексом, указывающим на кратность точки (компонентность системы), и нижним индексом, указывающим на порядковый номер точки. По данным табл. 4 построена диаграмма фазовых равновесий системы Na2SO4-Na2CO3-H2O- C2H6O, на уровне трехкомпонентного состава, в виде "Развертки" призмы (рис. 1). На рисунке четко видно, как точки от уровня трехкомпонентного состава транслируются на уровень четырехкомпонентного состава. На этом примере проявляется преимущество метода трансляции над другими известными методами при изучении и прогнозировании фазовых равновесий в многокомпонентных водно-солевых и водно-спиртово-солевых системах. 

При трансляции нонвариантных точек уровня трёхкомпонентного состава на уровень четырёхкомпонентного состава (математически реализуемого при сочетании нонвариантных точек, отличающихся друг от друга на одну фазу), образуются следующие нонвариантные точки уровня четырёхкомпонентного состава.

Анализ полученных результатов показывает, что три  из нонвариантных точек уровня трехкомпонентного состава   «сквозным» методом не транслированы на уровень четырехкомпонентного состава. При «односторонней» трансляции они приводят к образованию следующих нонвариантных точек уровня четырехкомпонентного состава: 

Как видно из рис. 2, в качестве геометрической фигуры при этом использован равносторонний треугольник, стороны которого являются координатными остовами солевой части составляющих трехкомпонентных систем.  Поэтому, на стороны треугольника схематично проецированы положения нонвариантных точек соответствующих трехкомпонентных систем.

            На диаграмме кроме вышеизложенных нонвариантных точек, отражены также дивариантные поля однонасышения твёрдыми фазами S, Те, Мб, С∙10, С∙7, С∙1 и С, а также 11 моновариантных кривых двунасыщения, две из которые образованы в результате трансляции нонвариантных точек уровня трехкомпонентного состава на уровень четырехкомпонентного состава. Фазовый состав осадков в них идентичен фазовому составу соответствующих нонвариантных точек уровня трехкомпонентного состава.

На этом уровне компонентности дивариантные поля определяют условия равновесия одной, моновариантные кривые двух, а нонвариантные точки – трёх твёрдых фаз с насыщенным раствором.

Метод трансляции позволяет нам фрагментировать построенную диаграмму по полям кристаллизации отдельных фаз.

Используемые источники
1. Аносов В. Я., Озерова М. И., Фиалков Ю. Я. Основы физико-химического анализа. - М.: Наука, 1976.-503 с.
2. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно солевых систем. Т. II.. кн. 1-2. СПб.: Химиздат, 2004. - 1247 с.
3. Солиев Л. Прогнозирование строения диаграмм фазовых равновесий многокомпонентных водно - солевых систем методом трансляции. - М.. 1987. 28 с. Деп. В ВИНИТИ АН СССР 20.12.87 г. № 8990 В87.
4. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа методом трансляции (книга 1). - Душанбе: ТГПУ. 2000. - 247 с.
5. Горощенко Я. Г. Массцентрический метод изображения многокомпонентных систем. - Киев: Наукова думка, 1982. - 264 с.
6. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно- солевых систем. Т. I., кн. 1-2. - СПб.: Химиздат, 2003. - 1151 с.
Information about the project
Surname Name
Sholidodov Mekhrob
Project title
Studies of phase equilibrium of multicomponent water-alcohol-salt systems by broadcasts
Summary of the project
The processes of dissolution and crystallization of salts in aqueous and aqueous-alcoholic multicomponent systems are regulated by the states of phase equilibria. Therefore, knowledge of the state of phase equilibrium of water and salt, and water-alcohol-salt multicomponent systems serves the scientific basis for the development of optimal processing conditions polymineral natural and technical raw materials halurgical method. The lack of data on the solubility of sodium salts in the aqueous-alcoholic solution shows the relevance of the study on this issue, which gives us new knowledge about the solubility of sodium salts in the water-alcohol systems.
Keywords
translation method – phase balances – connected diagram - component's – nonvariats points – lines of monovariants – squaires of divariants.