ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМЫ Na,K,Mg,Ca//SO ,Cl-H O ПРИ 50°С В ОБЛАСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ КАРНАЛЛИТА (KCl∙MgCl∙6H

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН
2012, том 55, №8
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 541.123.7
Л.Солиев
ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМЫ Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O ПРИ 50°С
В ОБЛАСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ КАРНАЛЛИТА (KCl∙MgCl∙6H2O)
Таджикский государственный педагогический университет им. С.Айни
(Представлено академиком АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидовым 29.07.2012 г.)
Методом трансляции исследованы фазовые равновесия системы Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O
при 50°С в области кристаллизации карналлита (КCl∙MgCl2∙6H2O). Установлено, что карналлит как
равновесная фаза исследованной системы участвует в формировании шести нонвариантных точек,
18 моновариантных кривых и 19 дивариантных полей. Построен фрагмент диаграммы фазовых равновесий исследованной системы в области кристаллизации карналлита.
Ключевые слова: метод трансляции – схематическая диаграмма – геометрические образы – нонвариантные точки – моновариантные кривые – дивариантные поля – фазовые равновесия – карналлит.
Карналлит является одной из 22-х равновесных твёрдых фаз шестикомпонентной системы Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O 50°С.Данная шестикомпонентная система состоит из 14 четырѐхкомпонентных и шести пятикомпонентных систем. Карналлит является равновесной фазой в трѐх четырѐхкомпонентных (NaCl-KCl-MgCl2-H2O,KCl-MgCl2-CaCl2-H2OиK,Mg,//SO4,Cl-H2O) и в трѐх пятикомпонентных (NaCl-KCl-MgCl2-CaCl2-H2O, Na,K,Mg,//SO4,Cl-H2O и K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O) системах.
Фазовые равновесия с участием карналлита на уровне четырѐхкомпонентных систем достаточно хорошо исследованы методом растворимости [1], а на уровне пятикомпонентного состава методом трансляции [2-4].
В настоящей работе рассмотрены результаты исследования фазовых равновесий в системе
Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O при 50°С в области кристаллизации карналлита (KCl∙MgCl∙6H2O) методом
трансляции. Метод трансляции основан на принципе совместимости элементов строения частных
составляющих и обшей системы в одной диаграмме [5]. Условия применения метода трансляции для
исследования фазовых равновесий многокомпонентных водно-солевых систем более подробно рассмотрены в работах [6-8]. Ранее этим методом были исследованы фазовые равновесия в системе
Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O при 50°С в области кристаллизации арканита [9], бишофита [10], гидрофилита [11], кизерита [12] и ангидрита [13].
В пятикомпонентных системах, где одной из равновесных фаз является карналлит, он участвует в формировании следующих пятерных нонвариантных точек с равновесными твѐрдыми фазами.
Система
=Кр+Га+Гф+Тх.
NaCl-KCl-MgCl2-CaCl2-H2O:
Система
Na,K,Mg,//SO4,Cl-H2O:
=Кр+Га+Би+Тх;
=Кр+Га+Каи+Си;
=Кр+Га+Гф+Си;
=Кр+Би+Га+Ки;
Адрес для корреспонденции: Солиев Лутфулло. 734003, Республика Таджикистан, г. Душанбе, пр. Рудаки, 121,
Таджикский государственный педагогический университет. Е-mail: [email protected]
645
Доклады Академии наук Республики Таджикистан
=Кр+Каи+Ки+Га.
=Кр+Ан+Би+Ки;
Система
2012, том 55, №8
K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O:
=Кр+Ан+Гф+Тх;
=Кр+Ан+Гф+Си;
=Кр+Ан+Каи+Си;
=Кр+Ан+Би+Тх;
=Кр+Ан+Каи+Ки. Здесь и далее Е
обозначает нонвариантного точку с верхним индексом, указывающим на компонентность системы, и
нижним индексом, указывающим на порядковый номер точки. Порядковые номера точек, для удобства изложения материала, сохранены такими же, как в [9]. Приняты следующие обозначения равновесных твѐрдых фаз: Кр – карналлит KCl∙MgCl∙6H2O; Га – галитNaCl; Би – бишофит MgCl∙6H2O; Тх –
тахгидрит 2MgCl2∙CaCl2∙12H2O; Гф – гидрофилит KCl∙ CaCl2;Си – сильвин KCl; Каи – каинит
KCl∙MgSO4 3H2O; Ки – кизерит MgSO4 H2O; Ан – ангидрит CaSO4.
Кр+Ки
Кр+Би
Кр+Каи
Кр+Га
Кр+Си
Кр+Тх
Кр+Гф
Кр + Ан
Рис. 1. Схематическая диаграмма фазовых равновесий системы Na, K, Mg, Ca // SO4, Cl - H2O при 50°С на
уровне пятикомпонентного состава в области кристаллизации карналлита, построенная методом трансляции.
Фрагмент схематической диаграммы [14] фазовых равновесий исследуемой системы при 50°С
в области кристаллизации карналлита для уровня пятикомпонентного состава приведѐн на рис.1. На
диаграмме (рис.1) отражены все элементы строения (дивариантные поля, моновариантные кривые,
нонвариантные точки) системы Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O 50°С и их взаимное расположение в области
кристаллизации карналлита на уровне пятикомпонентного состава. Фазовый состав осадков пятерных
нонвариантных точек приведѐн выше. Фазовый состав осадковдивариантных полей указан на рисунке. Фазовый состав осадков моновариантных кривых, проходящих между пятерным нонвариантными
точками, таков:
646
Неорганическая химия
Л.Солиев
Трансляция пятерных нонвариантных точек на уровень шестикомпонентного состава системы
приводит к образованию следующих шестерных нонвариантных точек с равновесными твѐрдыми
фазами:
На рис. 2 представлена совмещѐнная схематическая диаграмма фазовых равновесий системы
Na, K, Mg, Ca//SO4, Cl-H2O при 50°С в области кристаллизации карналлита на уровнях пяти- шестикомпонентного составов.
Рис. 2. Совмещѐнная схематическая диаграмма фазовых равновесий системы Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O 500С в
области кристаллизации карналлита на уровнях пяти- шестикомпонентного составов, построенная методом
трансляции.
647
Доклады Академии наук Республики Таджикистан
2012, том 55, №8
Таблица
Равновесные твѐрдые фазы (РТФ) и контуры дивариантных полей (КДП) системы
Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O при 50°С в области кристаллизации карналлита (KCl∙MgCl∙6H2O)
648
Неорганическая химия
Л.Солиев
На рис. 2 тонкие сплошные линии отражают моновариантные кривые уровня пятикомпонентного состава, фазовый состав осадков которых приведѐн выше. Пунктирные линии отражают моновариантные кривые, образованные при трансляции пятерных нонвариантных точек (направления
трансляции указаны стрелками). Фазовый состав их осадков идентичен фазовым составам транслированных пятерных нонвариантных точек.
Толстые сплошные линии также отражают моновариантные кривые, но они проходят между
шестерными нонвариантными точками и характеризуются следующим фазовым составом осадков:
Анализ построенной методом трансляции фрагмента диаграммы фазовых равновесий системы Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O 50°С в области кристаллизации карналлита показывает на наличие 19
дивариантных полей, равновесные твѐрдые фазы и контуры которых приведены в таблице.
Как видно из рис. 2 и табл., из 19 дивариантных полей 18 образованы в результате трансляции
моновариантных кривых уровня пятикомпонентного состава на уровень шестикомпонентного состава. Одно дивариантное поле, с равновесными твѐрдыми фазами Кр+Ан+Га, образовано как результат
оконтуривания поверхности системы шестерными нонвариантными точками и проходящими между
ними моновариантными кривыми.
649
Доклады Академии наук Республики Таджикистан
2012, том 55, №8
Таким образом, карналлит, как равновесная фаза, участвует в формировании следующего количества геометрических образов системы Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O при 50°С на уровнях пятикомпонентного (А) и шестикомпонентного (Б) составов:
Уровень компонентности
Нонвариантные точки
Моновариантные кривые
Дивариантные поля
А
12
18
8
Б
6
18
19
Поступило 30.07.2012 г.
Л И Т Е РАТ У РА
1. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно- солевых
систем. – СПб.: Химиздат, 2004, т. 2, кн. 1-2, 1247с.
2. Солиев Л. – Журн. физ. химии, 1980, т. 54, № 6, с. 1541-1544.
3. Солиев Л. – Журн. неорган. химии, 1986, т. 30, № 9, с. 2398-2401.
4. Солиев Л., Горощенко Я.Г., Горникова М.А., Патриляк Н.М. – Укр. хим. журнал, 1991, т. 52, № 4,
с. 351-355.
5. Горощенко Я.Г. Массцентрический метод изображения многокомпонентных систем. – Киев: Наукова думка, 1962, 264с.
6. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий многокомпонентных водно-солевых систем методом трансляции. – М., 1987, 28с. Деп. в ВИНИТИ АН СССР 20. 12. 87г., №8990 – В 87.
7. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа
методом трансляции. – Душанбе: ТГПУ им. К. Джураева, 2000, кн. 1, 247 с.
8. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа
методом трансляции. – Душанбе: «Шуљоиён», 2011, кн. 2, 147с.
9. Солиев Л. – ДАН РТ, 2009, т.52, № 8, с. 613-618.
10. Солиев Л. – Известия ТО МАН ВШ, 2011, №1, с. 76-80.
11. Солиев Л. – Известия ТО МАН ВШ, 2011, № 3, с. 57-61.
12. Солиев Л. – Известия ТО МАН ВШ, 2011, № 4, с. 75-79.
13. Солиев Л. – Журн. неорган. химии, 2011, т.56, №10, с. 1739-1745.
14. Солиев Л. – Журн. неорган. химии, 1988, т.33, № 5, с. 1305-1310.
Л.Солиев
МУВОЗИНАТЊОИ ФАЗАГИИ СИСТЕМАИ Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O ДАР
ЊАРОРАТИ 50°С ВА ЊУДУДИ КРИСТАЛЛИЗАТСИЯИ КАРНАЛЛИТ
(KCl∙MgCl2∙6H2O)
Донишгоњи давлатии омўзгории Тољикистон ба номи С.Айнї
Бо усули транслятсия мувозинатњои фазагии системаи Na,K,Mg,Ca//SO4,Cl-H2O дар
њарорати 50°С ва њудуди кристаллизатсияи карналлит (KCl∙MgCl2∙6H2O) муайян карда шудааст.
Муќаррар карда шудааст, ки карналлит њамчун яке аз фазањои дар мувозинат будаи системаи
650
Неорганическая химия
Л.Солиев
омухта шуда дар њарорати 50°С, дар ташаккулёбии 6 нуќтањои нонвариантї, 18 хатњои
моновариантї ва 19 майдонњои дивариантї ширкат меварзад. Дар асоси далелњои ба даст оварда шуда барои њудуди кристаллизатсияи карналлит маротибаи аввал фрагменти диаграммаи
мувозинатњои фазагии системаи омухта шуда сохта шудааст.
Калимањои калидї: Усули транслятсия – диаграммаи схемагї – элементњои геометрї – нуќтањои
нонвариантї – хатњои моновариантї – майдонњои дивариантї – мувозинатњои фазагї – карналлит.
L.Soliev
PHASE BALANCE OF SYSTEM Na, K, Mg, Ca//SO4, Cl-H2O AT 50°С IN AREA
CRYSTALLIZATION OF KARNALLIT (KCl∙MgCl∙6H2O)
S.Ainy Tajik State Pedagogical University
By method of compilation are investigated of phase balance of system Na, K, Mg, Ca // SO4, Cl-H2O
at 50°С in area crystallization of karnallit(KCl∙MgCl∙6H2O). Is established, that karnallit, as the equilibrium
phase of the investigated system, participates in formation 6 invariant of points, 18 monovariant curves and
19 divariant of fields. The fragment of the diagram phase equilibrium investigated of systems for area crystallization of karnallit is constructed.
Key words: method of compilation – schematic diagram – geometrical images – univariant of a point – monoalternative curve – divariant of a field – phase balance – karnallit.
651