Исследование стабильного треугольника LiF–KCl–LiKMoO4 четырехкомпонентной взаимной системы из фторидов, хлоридов и молибдатов лития и калия
Исследование фазовых равновесий в трехкомпонентной системе LiF-KCl-LiKMoO4 методом дифференциального термического анализа. Изучение общих характеристик тройной эвтектической точки, описание фазовых реакций для каждого элемента диаграммы состояния.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.12.2018 |
| Размер файла | 127,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Самарский государственный технический университет
Кафедра общей и неорганической химии
Исследование стабильного треугольника LiF-KCl-LiKMoO4 четырехкомпонентной взаимной системы из фторидов, хлоридов и молибдатов лития и калия
Малышева Елена Игоревна
Гаркушин Иван Кириллович
Губанова Татьяна Валерьевна
Фролов Евгений Игоревич
Аннотация
Методом дифференциального термического анализа изучены фазовые равновесия в трехкомпонентной системе LiF-KCl-LiKMoO4, являющейся стабильным секущим треугольником четырехкомпонентной взаимной системы Li, K || F, Cl, MoO4. Экспериментальным методом ДТА выявлены характеристики тройной эвтектической точки, описаны фазовые реакции для каждого элемента диаграммы состояния.
Ключевые слова: термический анализ, фазовые равновесия, эвтектика, Т-х диаграмма.
Солевые ионные расплавы широко применяются в качестве электролитов химических источников тока (ХИТ), рабочих тел тепловых аккумуляторов, сред для проведения химических реакций, растворителей в различных технологических процессах, в состав которых в большинстве случаев входят как компоненты галогениды щелочных металлов. Изучение фазовых диаграмм позволяет выявить процессы, протекающие при плавлении и кристаллизации сплавов, фазы находящиеся в равновесии при данных термодинамических условиях, а также определить характеристики (состав, температура плавлении) важных в прикладном отношении композиций. Поэтому исследование систем с участием галогенидов щелочных металлов является актуальным как для научных, так и прикладных целей. Для этих целей нами была исследована трехкомпонентная система LiF-KCl-LiKMoO4, являющаяся стабильным секущим элементом четырехкомпонентной взаимной системы Li, K || F, Cl, MoO4.
Методы исследования и использованные вещества. Исследования проводили методом дифференциального термического анализа (ДТА) в стандартном исполнении [1]. Термо-аналитические исследования проводили в платиновых микротиглях с использованием комбинированной Pt-Pt/Rh-термопары в интервале температур 300-900 оС. Холодные спаи термопар термостатировали при 0 оС в сосуде Дьюара с тающим льдом. Скорость нагревания и охлаждения образцов составляла 10-15 К/мин и регулировалась терморегулятором. Масса навесок составляла 0.3 г. Исходные соли, предварительно обезвоженные, были следующих квалификаций: LiF и K2MoO4 - «хч», KF, KCl и Li2MoO4 - «чда», индифферентное вещество - свежепрокаленный оксид алюминия - «чда». Все составы выражены в мольных процентах, температура - в С.
Экспериментальная часть. Исходной информацией для проведения исследований стабильного треугольника LiF-KCl-LiKMoO4 явилось разбиение четырехкомпонентной взаимной системы Li, К || F, Cl, MoO4 на симплексы, приведенное в [2], на основании которого были выявлены стабильные секущие и стабильные элементы данной четырехкомпонентной системы.
Проекция фазового комплекса на треугольник составов представлена на рис. 1. Треугольник образован тремя стабильными диагоналями KCl-LiF, KCl-LiKMoO4 и LiF-LiKMoO4 трехкомпонентных взаимных систем: Li, K || F, Сl (изучена в [3]), Li, K || Cl, MoO4 и Li, K || F, MoO4 (изучены ранее авторами). Все системы - эвтектические.
Рис. 1. Проекция фазового комплекса на треугольник составов сечения LiF-KCl-LiKMoO4
В целях установления характера взаимодействия компонентов и нахождения точек нонвариантного равновесия внутри стабильного треугольника было выбрано политермическое сечение АC в поле кристаллизации фторида лития (А - 60.0% LiF + 40.0% KCl: C - 60.0% LiF + 40% LiKMoO4), Т-х диаграмма которого показана на рис. 2.
Рис. 2. Т-х диаграмма разреза АС
Рис. 3. Т-х диаграмма разреза LiF--E
По пересечению линий вторичной и третичной кристаллизации в точке , являющейся центральной проекцией направления на тройную эвтектику из полюса хлорида калия, можно определить соотношение компонентов в квазитройной эвтектике и её температуру плавления. Исследованием политермического разреза LiF--E, представленного на рис. 3 определен состав квазитройной эвтектической точки Е 479 оС: 15.8% KCl+28.0% LiF+28.1% Li2MoO4+28.1% Li2MoO4; Максимальное поле кристаллизации представлено фторидом лития - наиболее тугоплавким компонентом.
Фазовые реакции в эвтектике Е для моновариантных кривых и дивариантных поверхностей приведены в таблице.
Таблица. Характеристики фазовых равновесий в системе LiF-KCl-LiKMoO4
|
Элемент диаграммы |
Характер равновесия |
Фазовые равновесия |
|
|
Е |
Нонвариантное |
ж?LiF+KCl+LiKMoO4 |
|
|
e1E |
Моновариантное |
ж?LiF+LiKMoO4 |
|
|
e2E |
Моновариантное |
ж?LiF+KCl |
|
|
e3E |
Моновариантное |
ж?KCl+ LiKMoO4 |
|
|
e1Ее2е1 |
Дивариантное |
ж?LiF |
|
|
e2Ее3е2 |
Дивариантное |
ж?KCl |
|
|
e1Ее3е1 |
Дивариантное |
ж?LiKMoO4 |
Выводы
В работе экспериментально определены состав и температура плавления сплавов, отвечающих тройной эвтектике, и разграничены поля кристаллизации фаз, в квазитройной системе LiF-KCl-LiKMoO4, являющейся стабильным секущем элементом четырехкомпонентной взаимной системы Li, K || F, Cl, MoO4.
фазовый равновесие трехкомпонентный эвтектический
Литература
[1] Егунов В.П. Введение в термический анализ. Самара. 1996. 270с.
[2] Малышева Е.И., Губанова Т.В., Гаркушин И.К. Фазовый комплекс системы Li, K || F, Cl, MoO4. Неорганич. соединения и функциональные материалы: сб. материалов Всеросс. конф. с элементами научн. школы для молодежи. Казань: КГТУ. 2010. 128c.
[3] Посыпайко В.И., Алексеевой Е.А. Диаграммы плавкости солевых систем. Тройные взаимные системы. М.: Химия. 1977. 392с.
[4] Посыпайко В.И., Трунин А.С., Хитрова Л.М. Система K || F, Cl, MoO4. Журн. неорг. химии. 1976. Т.21. Вып.2. С.547-550.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Термодинамика равновесий с интеркалируемыми литием материалами и водными растворами. Кинетика иона лития, преимущества и недостатки использования водного электролита. Экспериментальное исследование электрохимического поведения электродных материалов.
дипломная работа [924,1 K], добавлен 06.11.2015Свойства оксалат уранила. Комплексные соединения уранила с никотиновой кислотой. Комплексообразование в системе оксалат уранила с никотиновой кислотой. Исследование термической устойчивости комплексов методом дифференциального термического анализа.
курсовая работа [456,5 K], добавлен 18.11.2014Зависимость растворимости газов в жидкостях от природы газа и растворителя, давления и температуры. Равновесие жидкость-жидкость и пар-жидкий раствор. Построение диаграммы плавкости двухкомпонентной системы легкоплавких веществ (нафталин-дифениламин).
реферат [483,4 K], добавлен 09.03.2015Исследование химических и физических свойств водорода, лития, калия, рубидия, цезия и франция. Характеристика промышленных способов получения и областей применения этих элементов системы Менделеева. Изучение процесса электролиза водных растворов солей.
практическая работа [134,7 K], добавлен 08.01.2012Анализ методов получения тройных соединений в системе оксидов Bi2O3-PbO, практическая проверка их термодинамических свойств. Исследование энтропии в стандартных условиях и при фазовых превращениях, теплоемкости для расчетных и экспериментальных методов.
курсовая работа [479,3 K], добавлен 23.11.2011Кинетические методы анализа. Методы измерения скорости реакции. Термодинамический вывод диаграммы состояния. Термодинамический вывод диаграммы состояния системы с простой эвтектикой.
курсовая работа [53,2 K], добавлен 04.01.2004Общая характеристика нитропроизводных мочевины. Исследования реакций взаимодействия ди(метилтио)нитримина с нуклеофильными реагентами. Основы синтеза исходных соединений. Изучение снитарно-гигиенических характеристик процесса, пожарной профилактики.
дипломная работа [859,1 K], добавлен 11.04.2015Ознакомление с основами метода рентгенофлуоресцентного анализа. Рассмотрение возможностей данного прибора. Изучение объектов исследования и пробоподготовка образцов в сфере криминалистики, металлургии, экологии. Анализ кинетики и равновесий реакций.
презентация [10,9 M], добавлен 12.11.2014Рассмотрение задач построения фазовой диаграммы системы "перхлорат лития-вода" и определения зависимости плотности и вязкости этой системы от концентраций компонентов. Практические навыки работы с жидкостным криостатом и капиллярным вискозиметром.
отчет по практике [322,4 K], добавлен 17.05.2016Органолептические методы анализа вкуса и запаха питьевой воды. Расчет массы сухого остатка и водородного показателя. Изучение концентрации нитратов, фторидов, хлоридов. Определение цветности, содержания железа, щелочности, жесткости и окисляемости воды.
курсовая работа [93,0 K], добавлен 26.01.2013Диаграммы объем-состав пара; состав жидкости и энтропия-состав пара, свойства жидкости. Частные фазовые эффекты и вывод уравнения Ван-дер-Ваальса. Фазовые эффекты и уравнение Ван-дер-Ваальса для бинарных азеотропных смесей. Общие фазовые эффекты.
дипломная работа [140,5 K], добавлен 15.11.2008Термодинамика и кинетика сложных химических реакций. Фазовые превращения в двухкомпонентной системе "BaO-TiO2". Классификация химических реакций. Диаграммы состояния двухкомпонентных равновесных систем. Методы Вант Гоффа и подбора кинетического уравнения.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 19.05.2014Свойства простых и сложных систем ионогенных ПАВ, их определение электростатическими взаимодействиями. Оксиэтилированные полимеры и НПАВ. Схематическое изображение мицеллы. Исследование влияния температуры на поведение НПАВ с помощью фазовых диаграмм.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 04.09.2009Исследование физических и химических свойств хлорида натрия. Изучение правил техники безопасности при работе в химической лаборатории. Обзор титриметрического определения хлоридов, основанного на реакциях образования осадков малорастворимых соединений.
курсовая работа [191,2 K], добавлен 21.05.2012Исследование химических свойств серы. Изучение истории названия и открытия элемента третьего периода периодической системы. Описания реакций с металлами, неметаллами и сложными веществами. Основные способы добычи серных руд. Аллотропные модификации серы.
презентация [6,3 M], добавлен 23.02.2013Общая характеристика калия как химического элемента, причины и уровень его реактивности. Распространение в природе калия, своеобразность его геохимического цикла, описание и оценка основных месторождений. Поведение в различных геологических процессах.
реферат [30,5 K], добавлен 06.12.2010История изучения химических колебаний. Сущность феномена колебательной химической реакции. Исходные вещества и методы их очистки. Методика получения монооксида углерода. Проведение экспериментов в исследовании систем, содержащих бромиды калия и лития.
дипломная работа [652,7 K], добавлен 04.01.2009Комплексное, систематическое исследование ионного и электронного транспорта в структурах при варьировании различных факторов, как внешних (поляризация электрода, температура), так и внутренних (состав, электропроводность переходного слоя интерфазы).
автореферат [36,6 K], добавлен 16.10.2009Изучение особенностей синтеза иттрий-бариевого купрата состава YBa2Cu3O7-d модифицированным пирохимическим нитрат-мочевинным методом. Анализ экзотермичности реакции окисления. Рассмотрение микроструктурных характеристик полученных образцов YBa2Cu3O7-d.
доклад [1,8 M], добавлен 08.05.2015Равновесные состояния при фазовых переходах. Правило фаз Гиббса. Зависимость растворимости газов в жидкостях от природы газа и растворителя. Составление уравнения Клаузиуса–Клапейрона. Равновесие пар – жидкий раствор в двухкомпонентных системах.
курсовая работа [294,8 K], добавлен 09.03.2010
