Введение к работе
Актуальность работа! Знание г-ависзмости изо*л:очных термодинамических функций распоров электролитов от параметров состояния, а также построение диграмм фазових равновесий раствор-пар и раствор-твёрдое .ело в (изо-) u политермических условиях необходимо для решения ряда технологических задач, например, моделирования проце сов в опреснитель, .ах и очлстых системах; организаци- технологических ре^ яимов при промышленных произвол :вах минеральных "добрений; расчётов аоннс-минералъннх равновесий, реале увдихся в гидротермальных растворах; описания процессов элтрования, экстракции и т.п. Извес ло, однако; что с увеличением чеслг компонентов раствора объём необходимых экспериментальных пс-следог "лий дезе при обычных температурах резко возрастает. В связи с этим ваянов значение приобретает разработка методов расчёта свойств многокомпонентных систем, в частности";' их фазовых диаграмм с ^пользованием данных о свойствах подсистем с меншим ч-слсм компонентов.
Для расчёта избыточных ^рлодинамических функций растворов электролитов и фазовых равновесий солевых е.лстем в настоящее время стали широко применяться уравнения К.Питцера, в которые-входят бинарные и тройные параметры, определяемые по данным о равновесиях в бинарных и тройных системах, что даёт возможность рассчитывать термодинамические функция растворов и фазовые равновесия, в принципе, .. системах с любым числом компонентов.
Проведение подобных исследований и расчётов в трёх- я четырёхкомпонентннх водных и метакольных растворах электролитов и явилось главной задачей настоящей работы. Работа выполнена в рамках координационных планов научно-исследовательских работ АН СССР на І986-І990 гг. по направлении "Химическая терлоданамика многокомпонентных систем" (п.2.4. 194.5, )і Гос.per.01820088122) и в соответствии с Ваучнч, -технической программой ГСССД "Вс. ные растворы" ча 1986-1990 гг.
Цель работы* Изучить фазовые равновесия в многокомпонентных водных и меташлы—х растворах электролитов, содержащих хлорид-ион, а именно:
1. Эксперишнтаяьно исследовать равновесия раствор-
твёрдое тело в четырёхкомпонентннх метанольно-солевых систе-
у-х Н+,Ыа+,К"ЧСГ-СН30Н 1Г,Ыа\К+йСГ-СН30Н
и их подсистемах, и раствор-пар в трёхкомпонептной системе Na+,K+ilCr-CHsOH при298К.
2. Провести термодинамический расчёт фазовых равнове
сий раствор-пар и раствор-твётдое тело в ме;-анольно-солевнх
системах Н4-, Na+,KllCE-Ch30H ;&1* Ыа\К1СГ-СН,0Н
и их шдсисте: "ас при 298 К и. водно-солевых системах H^Na4,
К + ІіС2~-Нг0; Н+ , Pe^yCV^'HjP. и их подсистемах в интеї вале температур 273-373 К.
Научная новизна. \
' I. Экспериментально и-ученн диаграммы растворимости метанольно-гляевих систем Н+, Na"%K*HC=CHjOH;;i*j Wa+, К р СС - СН-ОН и их тройных подсистем при 298 К.
Изопиестическим ме: эдом изучена зависимости давления пара метанола от состава арёхкгашон&нтной системы Na+,.K*II КСе-СНзОН-ри_298 К.''
2. На основании уравнений Пигцера проведён расчёт диа
грамм растворимости метанольйо-солевнх систем, содержащих
хлорид-ион: H^Na%'К.+НСЄ-СИ30Н j Яі\, Іі/а^кЧ.Сб";-
- СН,ОН и их подсиотем при 298 К и фазовых равновесий
раствор-пар в водно-солевых системах, содержащих два лету-
чих комле.ента.,( WC и Ut0 , Н*. W'a+, КІСЕ-HzO (и
её подсистемах); Н% Fe^llCE""-Н80, в'интервале темпера
тур 27&-373 К. V
Практическая зкачиморть.
I. Полученные в работе эшгриментальше и расчётные данные по избыточным термодинамическим функциям в водни-солевых системах могут быть рекомендованы для тетмодинами-чеоких расчётов, моделирования и выбора оптимальных параметров целого ряда технологических процессов. В частности, материалы экспериментальных и расчётных исследований по
системам с двумя легяолетучтш компонентам могут быть исполь-зованы в качестве теоретическс" основы для разработки ехио-логичееких процессов добычи благородных металлов (золота, серебра и др.) методом подземного раство^опг :, . эторыЯ в на-'" стоящее время находит широкое иримененя в промышленности. Подобные расчёты имеют также технологгтеслую значиме гь для количественного описания процессов получения из слабокиелнх водных растворов электролитов галургическиг ^олей (эпсом_га, мирэ'Члита, тенардита и др.).
2. Разработан алгоритм рас^Зта фазовых равновесий жидкость-пар и твёрдое тело-жидкость в система? т неьодннм растворителем. Метод расчёта может быть рекомендован, например; для разработка элшруиг х систем (используєі. х в биотехнологии для разделения биологически ак-.-шных веществ), описания процессов экстракции, пенного разделения и т.п.
Ra защиту выносятся слеяушие положения и результаты,.
1. Экспериментальные данные по диаграммам растворимости
в пяти трёхкешонентны- и дв$Ьс четырёхкомпоньлтных ыетаноль-
но-солевых системах, содержащих НСЕ , NaCE , КС,ї.С
при 298 К.
Экспериментальные данные по давлении пара м танола при 298 К в системе Nа+, К * IICt- G Н30Н
-
TepAoiHH^a^ecKHfl расчёт диаграмм фазе-лес равновесий раствор-пар и раствор-твёрдое тело в водных и метанолышх растворах щелочных металлов, Fe (Щи соляной кислоты, проведённый на основании уравнений Штцера.
-
Срав. эние результатов термодинамического расчёта с нашими и литературными экслеркмектальнши данными демонстрирует высокую эффективность метода Пптцера при расчёте фазовых равновеей в широком классе водных и метанольных систем
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на УП Всесоюзном совещании по физико-химическому анализу (г.Фрунзе, октябрь 1989 г.) и на УП Всесоюзной конференции по электрохимии (г.Черновцы, сентябрь 1989 r.V
Публикации. По материалам диссертации опубликовано две статьи и двое тезисов доклада.
Объём диссертации. Диссертация изложена на 145 страницах (из них 44 страниц занимают список литературы и приложения) , включает в себя 19 рисунков, 7 таблиц и состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списка цитируемой литературы, содержащего 140 источников, г приложений.
