Экспертное исследование эвтектики двухкомпонентнОЙ системЫ
Li, K//NO3 МЕТОДОМ ДТА-NEW
Туаева В.И., Дзеранова К.Б., Кабалоев З.В.
Северо-Осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова, г. Владикавказ
e-mail: v.mizina@mail.ru
Актуальность работы. Система Li, K//NO3 исследована ранее другими авторами в разное время с использованием разных приборов и веществ. Данные по системам отличаются значительно, как по температурам, так и по составам [1-12].
Необходимо сделать экспертизу, ответив на вопрос: «Какими же единственными данными по характеристикам систем необходимо пользоваться из выявленного многообразия составов температур на нонвариантных точках?»
Такая экспертиза нужна для последующих расчетов и моделирования трехкомпонентных систем и других систем высшей мерности. По данным об элементах огранения системы меньшей мерности, в том числе двухкомпонентных, чрезвычайно важна точность вводимых данных в программу. Чем точнее будет экспертиза по уточнению характеристик двухкомпонентных систем, тем точнее будет моделирование систем высшей мерности.
Обзор литературы. Система исследована двенадцатью авторскими коллективами [1-12] в разное время с использованием разных приборов и веществ. Ссылки [1-12] цитируются по [13 - 14].
Первое исследование относится к 1898 г., последнее – к 1972 г. Примечательно, что авторы трактуют эту систему неоднозначно. Так, авторы [1-4] трактуют систему как чисто эвтектическую. В публикациях [5-10, 12] авторы трактуют наличие инконгруэнтного соединения состава 1:1. В одной публикации [11] трактуется образование конгруэнтного соединения, приводя состав дистектики не равной 50%, что соответствовало бы составу соединения 1:1, а 48%. Это, в принципе, не верно.
Поэтому нами были предприняты экспертные исследования с целью - выяснить истинный состав и температуру эвтектической, нонвариантной точки и характер системы, в целом.
Экспертные исследования двухкомпонентной системы. Осуществлено планирование эксперимента. Для этого были нанесены на графики в масштабе исходные данные, что позволило выбрать составы, подлежащие экспериментальным исследованиям методом ДТА. В табл. 1 представлены составы, которые были экспериментально исследованы. Далее в экспериментальной части специально приводятся термограммы индивидуальных веществ, в первую очередь нитрата калия, в котором существуют эффекты не только плавления, но и полиморфной разности.
Таблица 1
Характеристики индивидуальных веществ системы
Li, K // NO3 и исследуемый состав 34% LiNО3 и 66% KNO3 (масс. %)
№
Название и формула
Тип перехода
Температура, 0С
Энтальпия ∆H,
ккалмоль
Молекулярная масса
Литература
1
Нитрат лития
LiNO3
к→ж
253,0±0,5
68,9459
[15]
2
Нитрат калия
KNO3
кIII→кII*
кIII→кI*
кII→к I
кI→ж
112
124 ± 2
128,9 ± 0,5
334,5 ± 0,2
1,204
0,67
0,56
2,343
101,1032
[16]
3
Li, K //NО3 (масс. %)
Эвтектика 34% LiNO3, 66% KNO3
129
[1 - 2]
Инструментальное обеспечение исследований. Термический анализ является основным методом широко применяющимся в практике физико-химического анализа. Для проведений исследований использовалась установка ДТА – NEW.
Экспериментальная часть. Прежде чем приступать к исследованию на установке ДТА-NEW, следует сначала рассчитать весовые проценты каждого из планируемых составов двойной системы, исследованные ранее авторами. Затем, используя полученные данные, взвесить компоненты системы на электронных весах и уже взвешенные вещества растолочь в ступке до образования однородного «порошка», поместить его в тигель и можно начинать эксперимент.
Важно помнить, что надо учитывать гигроскопичность веществ, так как это требует использования особой методики работы с такими реактивами. В исследуемой системе гигроскопическим является нитрат лития. Поэтому его необходимо прокаливать в сушильном шкафу до установления постоянно веса, свидетельствующее о том, что вся вода удалена.
Эвтектический пик должен быть один, фазовый переход (рис. 1, 2).В противном случае это свидетельствует или о допущенной ошибке, вероятнее всего в расчетах, или о том, что на термограмме проявились пики фазовых переходов одного из веществ, т. е. данный состав не является эвтектическим. В таком случае, необходимо проанализировать причины ошибок и осуществить повторные исследования.
Рис. 1 Термограмма двойной системы Li, K// NO3 состава 34% LiNО3 и 66% KNO3 (масс. %)
Рис. 2 Термограмма двойной системы Li, K// NO3 состава 48 % LiNO3 , 52% KNO3 (масс. %)
Вывод: по результатам экспертных исследований, эвтектических составов 48 % и 45 % (масс. %) LiNO3 системы Li, K// NO3 на откалиброванных по реперным веществам установках дифференциально-термического анализа ДТА – NEW, воспроизведены данные авторов [1, 2], которые ранее исследовали эти системы визуально-политермическим и дифференциально-термическим анализами.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК:
Carveth H.R., J. Phys. Ch., 2, 209 (1898).
Harkins W.D., Clark G. L., J. Amer. Chem. Soc., 37, 1816 (1915).
Бухалова Г.А., Шолохович М.Л., Бергман А.Г., ДАН СССР, 71, 287 (1950).
Проценко П.И., ЖОХ, 22, 1313 (1952)
Соколов Н.М., Циндрик Н.М., - В кн: Тезисы докладов XIII научной конференции. Смоленск, изд. Смоленск. Государственного Медицинского Института, 1958, С.187
Бергман А.Г., Ногоев К. – ЖНХ. 1962, т. 7, С. 351
Проценко П.И., Шишолина Р.П. – ЖНХ, 1963, т. 8, С. 2744.
Sinistri C., Franzosini P. – «Ricerca scient. Parte 2, sez. A», 1963, v.3, №4, p. 419.
Воскресенская Н. К., Евсеева Н. Н. Справочник по плавкости систем из безводных неорганических солей. М.: АН СССР ИОНХ им. Н. С. Курнакова, 1961г, т. 1. 845с.
Посыпайко В. И., Алексеева Е. А Диаграммы плавкости солевых систем. М.: Металлургия, 1977г., ч.2, 303с.
Термические константы веществ. / Справочник в 10 вып. под научным руководством академика Глушко В.П. и др., Вып. 10, ч. 1, М.: ВИНИТИ ИВТ АН СССР,1981, С. 42
Термические константы веществ. / Справочник в 10 вып. под научным руководством академика Глушко В.П. и др., Вып. 10, ч. 2, М.: ВИНИТИ ИВТ АН СССР,1981, С. 64
Библиографическая ссылка
Туаева В.И., Дзеранова К.Б., Кабалоев З.В. ЭКСПЕРТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭВТЕКТИКИ ДВУХКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЫ
Li, K//NO3 МЕТОДОМ ДТА-NEW
// Научный электронный архив.
URL: http://econf.rae.ru/article/5421 (дата обращения: 02.05.2024).
Прочитать публикацию в формате PDF
