Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор 7
1.1. Физико-хмические свойства дигидрофосфата калия 7
1.2. Методы получения дигидрофосфат калия 17
1.2.1. Метод нейтрализации 20
1.2.2. Метод конверсии 24
Заключение 27
1.3. Физико-химические свойства многокомпонентных систем, образующихся в производстве дигидрофосфата калия 28
1.3.1. Система Na+1| СГ - Н20; К+|| СГ - Н20 29
1.3.2. Система Na+ Ц Н2Р04" - Н20; К+ Ц Н2Р04" - Н20 29
1.3.3. Система Na+, К+1| СГ- Н20 32
1.3.4. Система Na+1| СГ, Н2Р04" - Н20 34
1.3.5. Система К+1| СГ, Н2Р04" - Н20 34
1.3.6. Система К+, Na+H Н2Р04" - Н20 35
1.3.7. Система К+, Na+ Ц СҐ , Н2Р04" - Н20 35
Заключение 39
1.4. Цель работы и постановка задач исследования 40
2. Теоретические исследования процесса получения дигидрофосфата калия в четырехкомионентнои системе Na+, К+ || СГ, Н2РО4" - Н2О 41
2.1.Теоретическое исследование бинарных и тройных водно-солевых систем Na+, К+ jj СГ - Н20 и Na+, К+ || Н2 Р04* - Н20 в интервале температур 0-100 С 41
Заключение 57
2.2. Фазовые равновесия в четырехкомпонентной системе К+, Na+ 11 СІ" Н2Р04" - Н20 5 8
2.3. Использование диаграммы растворимости системы Na+, К+1| СГ, Н2 РОд" - Н20 для решения технологических задач 70
2.4. Получение дигидрофосфата калия в замкнутом технологическом цикле 81
Заключение 87
3. Различные варианты технологических процессов получения дигидрофосфата калия методом конверсии 88
3.1. Получение дигидрофосфата калия из дигидрофосфата натрия и хлорида калия 88
3.2. Получение дигидрофосфата калия из дигидрофосфата натрия и сильвинита (NaCI + КС1) 92
3.3. Получение дигидрофосфата калия из смеси фосфатов натрия и калия и хлорида калия 97
3.4. Экспериментальные исследования различных вариантов получения дигидрофосфата калия методом конверсии. 105
3.4.1.Получение дигидрофосфата калия из дигидрофосфата натрия и хлорида калия 111
3.4.2. Получение дигидрофосфата калия из дигидрофосфата натрия и сильвинита (КС1 + NaCI) 118
3.4.3. Получение дигидрофосфата калия из смеси фосфатов натрия и калия и хлорида калия 125
3.4.4. Проведения эксперимента на реальных промышленных растворах 136
3.5. Физико-химические свойства растворов, образующихся при получении дигидрофосфата калия методом конверсии . 140
3.5.1. Плотность растворов в четырехкомпонентной системе Na+, К+ || С1\ Н2 Р04'-Н20 140
3.5.2, Вязкость растворов четырехкомпонентной системе Na+, К+11 СГ, Н2 Р04"-Н20 151
3.6. Принципиальная технологическая схема процесса получения
дигидрофосфата калия конверсионным методом 163
Заключение 165
Выводы 166
Список использованные литературы
- Физико-химические свойства многокомпонентных систем, образующихся в производстве дигидрофосфата калия
- Фазовые равновесия в четырехкомпонентной системе К+, Na+ 11 СІ" Н2Р04" - Н20
- Получение дигидрофосфата калия из дигидрофосфата натрия и сильвинита (NaCI + КС1)
- Физико-химические свойства растворов, образующихся при получении дигидрофосфата калия методом конверсии
Введение к работе
В настоящее время производство минеральных удобрений является важнейшим фактором, определяющим количество и качество урожая сельскохозяйственных культур. Новые технологии выращивания овощных культур предъявляют более жесткие требования к ассортименту и качеству минеральных удобрений, в частности, имеется острейшая потребность в бесхлорных калийсодержащих удобрениях как для открытого, так и для закрытого грунта. Одним из видов комплексных( Р+К)[1,2] водорастворимых удобрений является дигидрофосфат калия, который пригоден для применения на любых почвахГЗ - 8].
Однако дигидрофосфат калия в качестве минерального удобрения в настоящее время практически не выпускается для широкого потребления, ввиду ограниченности сырьевой базы. Поэтому он относится к дорогостоящим дефицитным продуктам.
Современное производство фосфорных солей, как правило, базируется на
многостадийных процессах, включающих получение фосфорной кислоты, ее нейтрализацию до соответствующих гидрофосфатов, их выделение, сушку и дегидратацию [9,10]. Обычно используются поташ или гидроксид калия и фосфорная кислота. В результате удобрение получается дорогим, а масштабы его производства невелики. Не удовлетворяется даже потребность сельского
хозяйства в удобрениях для теплиц.
Необходимость расширения масштабов производства фосфорнокислых солей определяется как увеличением спроса на минеральные удобрения со стороны традиционных потребителей, так и расширением областей их применения в народном хозяйстве.
Существующие методы[9Д1~15] производства фосфата калия не позволяют решить эту задачу. Необходима разработка новых технологий его
получения, основанных на других технических решениях и с применением
# иных сырьевых источников.
В связи с этим представляется перспективным использование для проюводства дигидрофосфата калия конверсионного процесса, основанного на взаимодействии дигидрофосфата натрия с хлоридом калия. Это позволяет использовать более доступные и дешевые сырьевые ресурсы и организовать производство конкурентоспособной продукции.
Применение метода конверсии для производства дигидрофосфата калия, привлекает простотой отдельных стадий технологического процесса, использованием доступного и дешевого сырья и возможностью получения высококачественного продукта. В качестве сырьевых ресурсов вместо термической фосфорной кислоты в конверсионном процессе используется экстракционная фосфорная кислота, а заменителями поташа являются сода, хлорид калия, сильвинит(ЫаС1 + КС1) либо сильвинитовые отходы. Однако, для решения поставленной проблемы необходимо с одной стороны - получение новых научных данных о равновесии в образующихся сложных физико-
* химических системах, с другой стороны - проведение исследований для
конкретизации параметров отдельных стадий технологического процесса, что и
явилось содержанием данной работы.
Физико-химические свойства многокомпонентных систем, образующихся в производстве дигидрофосфата калия
Для успешного решения вопросов, связанных с технологией переработки полиминерального соляного сырья, требуются детальные данные по растворимости солей в широком интервале температур. Изучение растворимости в системе К+, Na+ СГ Н2Р04" - Н20, кроме общего теоретического интереса, имеет и важное значение для решения ряда прикладных задач. Однако в литературе имеется весьма ограниченное число данных по вопросу изучения растворимости в многокомпонентных системах, причем некоторая часть исследования не отражает истинного состоянии вопроса. Кроме того, экспериментальные данные пополняются чрезвычайно медленно.
Исследование растворимости в системе К+, Na+ [[ СГ H2P(V- Н20 при 25 С и 100 С были проведены авторами[112,113], они представляют наибольший интерес с точки зрения технологии переработки калийных солей. По теории процесса получения бесхлорных[114] фосфорно-калийных удобрений методом конверсии очень мало опубликованных работ.
Ионный обмен[115] в четырехкомпонентной водно-солевой системе[ 116] К"1", Na+ СГ Н2Р04 - Н20 (твердое-жидкость) является частным случаем обратимых гетерогенных процессов и может рассматриваться как квазихимическая реакция, к которой применимы законы феноменологической термодинамики. Поэтому для их аналитического описания можно применять уравнения изотермы и изобары химической реакции, а также закон действующих масс. В общей форме вопрос о перераспределении компонентов между двумя фазами или между фазой и границей раздела фаз может быть рассмотрен одинаково для электролитов и неэлектролитов, растворенных веществ и растворителя [117, И 8].
Диаграмма растворимости в системе К+, Na+ [[ СГН2РО4— Н20 складывается из различных подсистем составляющих бинарные и тройные системы.
Хлоридные - бинарные и тройные системы изучены многими авторам NaCi - Н20, КС1 - Н20, NaH2P04 - Н20, КН2Р04 - Н20; тройные NaCl - КС1 -Н20, NaCI - NaH2P04- Н20, NaCl - КН2Р04 - Н20, КС1 - NaH2P04- Н20, КС1 -КН2Р04 - Н20, NaH2P04 - КН2Р04 - Н20[18,119-122].
Растворимости в бинарных системах достаточно подробно изучены многими авторами[123]. Растворимость хлорида калия в воде относительно невелика, мало изменяется в зависимости от температуры: КО - Н20 26,35 % - 26,99 %[124] при 25 С и 35,70 % - 35,90 % [125-127] при 100 С. По этим данным можно судить о том, что при увеличении температуры, концентрация хлорида калия увеличивается в большей степени, чем хлорида натрия.
Растворимость хлорида натрия в воде с увеличением температуры практически не меняется.
Растворимость дигидрофосфата калия и дигидрофосфата натрия не достаточно полно представлена в опубликованных работах при 25 С и 100 С, но мы опираемся на данные, полученные авторами[44,128-130].
Дигидрофосфат калия и дигидрофосфат натрия характеризуются высокой растворимостью [119,131-133] рис. 1.4. ирис. 1.5. [119].
Данные по растворимости солей в системе NaCl - КС1 - Н20 при 25, 75 С приводятся в работе[112] и 100 С[50]. Растворимость в тройной системе изучена в широком интервале температур многими другими авторами[120,134].
При низкой температуре хлориды натрия и калия обладают почти одинаковой растворимостью как видно на рис. 1.6.[53]. С повышением температуры растворимость хлорида калия возрастает существенно, а растворимость хлорида натрия незначительно. Однако для проведения полного анализа получения дигидрофосфата калия нами пришлось уточнить корректность данных при температурах 25 С и 100 С. Полученные данные хорошо согласуются с имеющимися в литературе экспериментальными данными.
Изотерма растворимости в тройной системе с общим ионом NaCl -NaH2P04 - Н20 при 0, 25 , 50 и 75 состоит из двух ветвей, отвечающих кристаллизации безводного NaCl и кристаллогидрата NaH2P04 2Н20, она изучена в работе[112] и при 25 С в работах [135-137]. Добавление хлористого натрия в систему оказывает большое высаливающее действие на фосфат натрия[138].
Растворимость дигидрофосфата калия в тройной системе К+1 СГ, Н2Р04 -Н20, при температурах 0 , 25 , 50 и 75 С изучена некоторыми авторами[112,119,128,139,140]. Растворимость дигидрофосфата калия в присутствии КС1 весьма невелика. Так, например, автор работы описывает[128], что при температуре 25 С в 1000 мл Н20 растворяется 32,9 моль КН2Р04 в точке же, насыщенной одновременно обеими солями, содержание КН2Р04 составляет лишь 6,5 моль на 1000 моль Н20. На растворимость КС1 почти не оказывает влияние дигидрофосфат калия КН2Р04, при 25 С растворимость КСІ составляет 86.$ моль на 1000 моль Н20 в растворе же, насыщенном обеими солями, содержание КС1 83,9 моль на 1000 моль Н20 с возрастанием температуры относительное содержание дигидрофосфата калия КН2Р04 увеличивается.
Дигидрофосфат калия КН2Р04 при 25 С отчасти гидролитически диссоциирован, при этом КСІ в растворе действует дегидратирующим образом и, следовательно, понижает гидролитическую диссоциацию фосфата. Таким образом можно представить, что при внесении КО в систему, должно происходить, с одной стороны, увеличение общего содержания солей в растворе, а с другой стороны - уменьшение растворимости КН2РО4 под влиянием дегидратирующего действия хлористого калия.
Данные о растворимости дигидрофосфата калия в тройной системе К+ СГ, Н2РО4" - НгО, представляются недостаточными для прогнозирования синтеза дигидрофосфата калия. Поэтому нами в представленной ниже работе получены новые данные по растворимости в этой системе при 25 С и 100 С, рассчитанные по методу Питцера. (см. рис. 2.2. и табл. 2.4.)[134].
Данные по растворимости солей в системе NaH PCu - К Н2Р04 - Н20 при 25, 75 С приводятся в работе [112] и при 25 С также изучены исследователями[141]. Системы Na+, К+ Н2РО4" - НзО можно использовать для полного анализа фазового состава промышленных процессов. Однако в литературе не так много опубликованных материалов, которые позволяют судить о возможных фазовых превращениях быстро растворимых компонентов. Для использования этих материалов с целью прогнозирования новых технологических режимов также необходимо существенное расширение интервалов варьирования температурных параметров.
Фазовые равновесия в четырехкомпонентной системе К+, Na+ 11 СІ" Н2Р04" - Н20
Диаграмма растворимости четырехкомпонентной взаимной водно-солевой системы К+, Na+1 СГ Н2Р04 - Н20, изучалась ранее при 25 С и 100 С[112].
Установлена растворимость в четырехкомпонентной водно-солевой системе К\ Na+ СГ, Н2РО4" - НгО при 25 С, которая изображена в виде трапеции рис. 2.3. Диаграмма растворимости построена на основе ранее получештых данных [112](см. табл. 2.5.).
Для выбора оптимальных условий синтеза различных циклов получения дигидрофосфата калия из дигидрофосфата натрия и хлористого калия, сильвинита, а также смеси состоящей из дигидрофосфатов натрия и калия, необходимо проанализировать сведения о растворимости в четырехкомпонентной водно-солевой системе К+, Na СГ H2PCV — Н20.
Для проведения расчетов намеченных процессов, сначала нами пересчитаны данные о диаграмме растворимости четырех -компонентной системы в виде трапеции(рис. 2.3. и 2.4.), изученной автором[108], и получены(см. таб. 2.7 при 25 С и таб. 2.8 при 100 С) диаграммы растворимости в четырехкомпонентной системе в виде квадрата (рис. 2.5). На рис. 2.5 приведены изотермические диаграммы растворимости системы Na+, К+ Н2Р04 - Н20 при температурах 25 С [113], и 100 С
На диаграмме растворимости выделяются четыре поля кристаллизации NaCl, КС1, NaH2P04 и КН2РО4. Et и Е2 - эвтонические точки при температурах 25 и 100 С, в которых раствор находится в равновесии с тремя солями[156]. Эти точки расположены вне треугольника состава находящегося в твердой фазе солей и являются инконгруэнтно насыщенными.
Поле кристаллизация КН2 Р04 на диаграмме растворимости системы Na+, К СІ , Н2 Р04 - Н2 О при 25 С занимает большую, часть площади квадрата[ 157], чем при 100 С. При рассмотрении изотермической диаграммы растворимости видно, что с повышением температуры поля кристаллизации КН2Р04 резко уменьшаются, следовательно, растворимость их значительно повышается. Область насыщения КН2Р04 при температуре 100 С в несколько раз меньше, чем при температуре 25 С.
Поле кристаллизации NaCl при температуре 100 С значительно увеличивается, по сравнению с полем кристаллизации при 25 С, за счет
уменьшения поля КН2РО4. Следовательно, растворимость КН2РО4 в несколько раз увеличивается и подобный раствор при охлаждении способен выделять эту соль в осадок.
С повышением температуры, вследствие увеличения общей растворимости, значения водных чисел уменьшаются.
Диаграмму растворимости четырехкомпонентной взаимной водно-солевой системы К+, Na+1 СГ Н2РО4" - Н20 можно рассматривать следующим образом: тг і- 100 1-100 т 100 т- Ю0 г г- 100 т- 100
Каждая точка лежащая на линиях е -Et , Ei - Е2 , Ei -1, Е2 - g и Е2 - h при 100 С и b - Ei25, Ei25 - Ej25, Ei25 - a, E225 - с и E225 - u при 25 С, составляют внутрешіие границы этих полей, изображает моноварианпше растворы трех солей в равновесии с двумя солями в твердой фазе, а имешю для линии е - Ej100 - соли КС] и КН2Р04) для линии Е/00 - Е2100 - соли NaCl и КН2РО4, для линии Е2100 - h - соли NaH2P04 и КН2РО4, для линии Е2100 - g -соли NaCI и NaH2P04, для линии Ej100 - f - соли NaCI и KCI, а при 25 С b -Е125 - соли КС1 и КЫ2РО4, для линии Е!25 - Е225 - соли NaCI и КИ2Р04, для линии Е225 - и - соли NaH2P04 и КН2Р04, для линии Е225 - с - соли NaCI и NaH2P04, для линии Ei - а - соли NaCI и КС1. Наконец, тройные точки Ei , Ei и Е2 , Е2 - пересечение трех линий моновариантных растворов представляют единственный возможный при данной температуре инвариантный раствор трех солеи в равновесии с тремя солями(Еі , Ei -солей KCI , NaCI и КН2Р04 и Е2100, Е225 - солей NaCI, NaH2P04 и КН2Р04). Таким образом для различных случаев равновесия имеем четыре поля бивариантных растворов, три линии моновариантных растворов и две точки инвариантного раствора.
Практическое и аналитическое определение изменения состава растворов, содержащих соли с разными ионами (взаимные пары), при изменении температуры или при смешении солей и растворов представляют в практическом отношении интересную, но и сравнительно трудную задачу.
Впервые некоторые графические приемы решения этой задачи были рассмотрены [ 158-160].
В данной работе определены пути кристаллизации солей в более общих случаях и дается их теоретическое обоснование в аналитической форме [161]. Графическое изображение этой системы по методу Ле - Шателье Иенеке показано на рис. 2.5.
Систему КН2Р04 - Na Н2РО4 - NaCl - КС1 - Н20 можно использовать для анализа фазового состава промышленных процессов. В литературе нет достаточных сведений о фазовых равновесиях в этих системах в интервале температур от 0 до 100 С, что не позволяет судить о возможных фазовых превращениях быстро растворимых компонентов при промежуточных температурах.
Изучая свойства этой системы при помощи изотерм растворимости можно рассчитать на квадратной диаграмме различные технологические процессы, которые проводятся путем комбинации высаливания[162] и всаливания[121] с кристаллизацией при нагревании и охлаждении.
Получение дигидрофосфата калия из дигидрофосфата натрия и сильвинита (NaCI + КС1)
Одним из возможных вариантов удешевления процесса синтеза дигидрофосфата калия является использование вместо хлорида калия более дешевого сырья - сильвинита(ЫаС1 + КС1).
В этом варианте рис. 3.3, основными исходными компонентами являются дигидрофосфат натрия и сильвинит (NaCl + КС1).
В данном варианте нами впервые рассматривается получение дигидрофосфата калия конверсионным методом путем последовательного выделения из раствора хлористого натрия и дигидрофосфата калия.
Сильвинитовые руды представляют собой природную смесь из трех основных компонентов: хлористый калий, хлористый натрий и с некоторыми примесями хлористого магния в виде карналлита либо галопелита в зависимости о месторождения. В общих случаях встречается сильвинит(КС1 + NaCl) также с небольшой примесью карналлита, кизерита MgS04pH20 и глины[171] КС1 - 20 - 40 %; NaCl - 58 - 78 %; MgCl2 - ОД - 0,2%; CaS04 - 0,1 -0,9 %, нерастворимый остаток 0,03 - 0,2 % и Н20 -0,01 - 0,36[172}173]. Полезным состав сильвинитовых руд, подвергающихся промышленной переработке! 174] следующий: 23,9 - 33,3 % КСІ; 61,1 - 71,0 % NaCl; 0,2 - 0,3 % MgCl2; 1,3-1,7 % CaS04; 1,4 -3,2 % нерастворимый остаток и 0,1 - 0,3 % прочие[175].
В случае использования сильвинитовых рассолов[176] для получения дигидрофосфата калия в зависимости от месторождения состав компонентов в рассоле колеблется в интервале: 11,5 -13.4 % КС1; 18,8 - 20,1 % NaCl и 67,8 -68,4 %Н20[175,177]
В данном процессе рассматривается возможность применения сильвинита(ЫаС1 +КС1) вместо более дорогого КС1. Несмотря на отличительный характер добавляемых реагентов, процесс ведется аналогично, как и в предыдущем варианте за исключением точки добавки хлоридов натрия и калия.
Сначала добавляем дигидрофосфат натрия в оборотный раствор в точке Рь сюда же проводим линию из точки f (NaCl + KCl), между линией проведенной из точки NaCl до Qi, находим нужную точку Si и добавляем хлориды натрия и калия. Далее раствор нагревается при атмосферном давлении. По данному расчету (см. рис. 3.3; таб. 3.2) и (см. прилож. 2) нам необходимо выпаривать соответствующее количество воды, для того, чтобы получить нужный насыщенный раствор и из него выкристаллизовать хлорид натрия. К концу выпарки раствора КС1 растворяется, а в осадок выпадает NaCl.
Такой путь проведения процесса указывается на водной диаграмме в точках S" - S1. После точки насыщения, выкристаллизуем хлорид натрия и отфильтруем осадок. Оставшийся маточный раствор подвергается охлаждению, перед этим к нему добавляется необходимое количество воды с перемещением точки состава раствора из Q1 в Q11 (см. рис. 3.4.) и (см. прилож. 2).
В реальных условиях получения дигидрофосфата калия путем конверсии, предлагается добавить сильвинитовый щелок после осветления раствора[178,179] или после отделения солевого шлама, раствор содержащий хлористый натрий и калий направляется к точке S] , далее в реакторе происходит ионообменный процесс при заданных параметрах до получения дигидрофосфата калия и хлористого натрия.
В этом варианте рис. 3.5, основными исходными реагентами для получения дигидрофосфата калия являются хлорид калия и смесь, состоящая из фосфатов натрия и калия.
Получение дигидрофосфата калия основывается на использовании вторичных ресурсов, получаемых при нейтрализации фосфорной кислоты карбонатами натрия и калия, с промежуточной стадии в производстве глинозема. Этот раствор также может быть получен в производстве смеси триполифосфатов натрия и калия. В данной работе рассмотрено получение дигидрофосфата калия с соотношением между реагентами поступающими в процессе 50 % NaH2P04 и 50 % КН2Р04.
Данный процесс проводили аналогично предыдущему варианту за исключением исходных компонентов.
На первом этапе этого процесса вводится дигидрофосфат натрия и Ф дигидрофосфат калия в точке Р2, точка лежащая на линии, проведенной из точки «к» - Р2, далее добавляется хлорид калия в точке S2, которая является точкой пересечения линий NaCl - Q2 и КС1 - Р2. Далее раствор выпариваетя до точки равновесия Q2. Это наглядно видно на рис. 3.5. По водной диаграмме находим количество выпариваемый воды в точках S" - Si Эти точки определяем между линиями В - Р2 и А - Q2. После того, как раствор достигает равновесия, соль NaCI выкристаллизуется в точке Q2. Отделяем осадок, полученный при 100 С, а оставшийся маточный раствор охлаждаем до температуры 25 С, лучи кристаллизации направлены по линии КН2 Р04 - М2. Здесь так же, как и в предыдущих вариантах добавляем воду на участке Q1 - Q1 во избежание загрязнения получаемого продукта примесью хлорида натрия на границе полей кристаллизации NaCl и КН2РО4., Осадок КН2РО4 отделяется путем фильтрации. Полученный маточный раствор возвращается в технологический цикл, с последующим добавлением новых порций исходных реагентов для получения дигидрофосфата калия (см.рис. 3.6; табл.3.3) и (см. прилож. 3).
Физико-химические свойства растворов, образующихся при получении дигидрофосфата калия методом конверсии
При получении днгидрофосфата калия методом конверсии кристаллизация целевых компонентов (КН2РО4 и NaCl) происходит из растворов различного состава в зависимости от выбранного технологического варианта (варианты 1 - 6). Для оптимизации этих процессов нами изучены физико-химические свойства растворов в системе Na+, К+ С Г, Н2РО4" - Н2О , их плотность и вязкость. Существует ряд методов определения плотности растворов, такие как реометрическии и пикнометрический[203]. Плотность смешанного раствора можно вычислить, используя формулы[32] р = р0ехр[кс] (12) где р и р0 -соответственно плотность бинарного раствора и воды при данной температуре, кг/м3; к — искомый коэффициент пропорциональности; с — концентрация раствора, % (масс). В некоторых случаях для расчета пользуются эмпирическими формулами[204]: р = ро + 0,001 X (Mi-po( ) -0,001 PoJ3/2 (13) где ро - плотность растворителя (воды); Mj- молекулярная масса соли і; Q -молярная концентрация 1-й соли в смеси; J = X Q ; Kt и р - константы, зависящие от температуры. т/т Значения р0 (ft , k и член М; - р0 (pt приведены в литературе [205].
В наших исследованиях плотность растворов экспериментально определили пикнометрическим методом при различных температурах и концентрациях. Истинные плотности воды ((о0) и раствора (Р0) устанавливались по следующим формулам[20б]: o = (l-q) + Vy = VdH20; (14) P0=P(l-q) + VY, (15) где га и Р - замеренные веса воды и раствора; V - объем пикнометра; у - масса воздуха на 1 г. гирь. При комнатной температуре и давлении 760 мм рт. ст. у = 0,0012; q-0,00014. Отсюда: V = (o(l-q)/(dH20 -у) (16) а плотность исследуемого раствора: dl= P0/V = P/a -(dH20 -7)=/- №0 -7)+7 (17) где Pi - веса пустого пикнометра; Р2 - веса пикнометра с водой; Рз - веса пикнометра с раствором.
Случайные ошибки расчетных данных, полученных нами оценивали по воспроизводимости единичного измерения, которое характеризуется среднеквадратичной ошибкой S и коэффициентом вариации ю[207]. Щхі-xf S=J ; ю= s/jr -100%, (18) где Х{- результат і—того единичного измерения, X - среднее значение результата измерения; п - число параллельных измерений.
Результаты анализа чаще всего приводят в виде среднего арифметического значения, тогда случайная ошибка характеризуется доверительным интервалом (X ± Єд ). При этом ea=ta,n-S/ , (19) где а-доверительная вероятность, выбранная нами равная 0,95; tj, п - коэффициент Стьюдента. Правильность методов П оценивали систематической ошибкой, которую определяли по следующей формуле: П= Х- и/ц- 100%, (20) где \i — истинное значение концентрации в пробе Результаты экспериментальных исследований приведены на рис. 3.18 ив таблице. 3.12.
Изучено влияние концентрации на плотность растворов дигидрофосфата калия в интервале концентраций 15 - 35 % КН2Р04, при повышении температуры от 20 до 80 С. Например, при концентрации раствора 15 % КН2РО4 с повышением температуры плотность уменьшается в интервале 1097 — 1069 кг/м3. В этом интервале уменьшается в 1,03 раза, а при концентрации раствора 35 % КН2РО4 - 1287 -1262 кг/м3, в 1,02 раза, следует отметить, что при температуре ниже 40 С и концентрации раствора более 30 % КН2Р04 процесс затрудняется началом кристаллизации, следовательно в данном диапазоне температур плотность изменяется практически с одинаковой интенсивностью.
