论文部分内容阅读
本论文研究了五元体系Na+,K+//Cl-,Br-,B4O72--H2O及其子体系多温相平衡关系,体系包括:348K条件下两个三元体系KCl-K2B4O7-H2O和KBr-K2B4O7-H2O,一个简单四元体系NaCl-NaBr-Na2B4O7-H2O,两个交互四元体系Na+,K+//Cl-,Br-,B4O72--H2O和Na+,K+//,Br-,B4O72--H2O,323K和348K条件下五元体系Na+,K+//Cl-,Br-,B4O72--H2O,以及373K条件下三元体系NaBr-Na2B4O7-H2O和KBr-K2SO4-H2O。所有体系的研究方法均是等温溶解平衡法,测定出了上述各体系在相应温度下的溶解度和密度数据。依据实验测定的平衡溶解度数据及对应的平衡固相,分别绘制了五元体系的简干图(Na2B4O7饱和)、水图和钠图,四元子体系的等温溶解度图和水图,三元子体系的等温溶解度图,以及各体系的密度-质量分数图。研究发现,三元体系KCl-K2B4O7-H2O在348K下的等温溶解图属于水合物Ⅰ型,未发现有固溶体和复盐生成。该体系的等温溶解图有1个共饱点、2条溶解度曲线和2个结晶区。共饱点对应的平衡固相为K2B4O7·4H2O+KCl,2个结晶区对应的平衡固相分别为:K2B4O7·4H2O和KCl。KCl对K2B4O7有盐析作用。三元体系KBr-K2B4O7-H2O在348K下的等温溶解图属于水合物Ⅰ型,无固溶体和复盐生成。等温溶解图包含有1个共饱点、2条溶解度曲线和2个结晶区。共饱点对应的平衡固相为K2B4O7·4H2O+KBr,2个结晶区对应的平衡固相分别为: K2B4O7·4H2O和KBr。研究结果表明,KBr对K2B4O7有较强盐析作用。三元体系NaBr-Na2B4O7-H2O在373K下的等温溶解图也属于水合物Ⅰ型,无固溶体和复盐生成,等温溶解图有1个共饱点、2条溶解度曲线和2个结晶区。共饱点对应的平衡固相为Na2B4O7·5H2O+NaBr,2个结晶区对应的平衡固相分别为:Na2B4O7·5H2O和NaBr。NaBr对Na2B4O7有较强盐析作用。三元体系KBr-K2SO4-H2O在373K下的等温溶解度图属于简单共饱和型,无复盐亦无固溶体生成,等温溶解度图有1个共饱点,2条溶解度曲线和2个结晶区。共饱点对应的平衡固相为KBr+K2SO4,2个结晶区对应的平衡固相分别为:KBr和K2SO4。结合分析等温溶解度图及溶解度表中数据发现,KBr对K2SO4有较强盐析作用。简单四元体系NaCl-NaBr-Na2B4O7-H2O在348K时属于固体溶液型体系,有固溶体生成,固溶体为Na(Cl,Br),无复盐生成。等温溶解度图由1条溶解度曲线和2个结晶区组成,无四元体系共饱点。2个结晶区的平衡固相分别为Na(Cl,Br)和Na2B4O7·5H2O。Cl-/Na+晶体离子半径比比Br-/Na+晶体离子半径比更接近1.4,因此NaBr水合能力大于NaCl,溶解度变化规律则表现为NaBr对NaCl有盐析作用。交互四元体系Na+,K+//Cl-,B4O72--H2O在348K时的等温溶解度图属于简单共饱和型,无复盐和固溶体生成。其相图由2个四元共饱点、5条溶解度曲线和4个结晶区组成。4个结晶区的平衡固相分别为:Na2B4O7·5H2O、K2B4O7·4H2O、KCl和NaCl。交互四元体系Na+,K+//Br-,B4O72--H2O在348K时的等温溶解度图属于简单共饱和型,无复盐和固溶体生成。其相图由2个四元共饱点、5条溶解度曲线和4个结晶区组成。4个结晶区的平衡固相分别为:Na2B4O7·5H2O、K2B4O7·4H2O、KBr和NaBr。从相平衡实验结果可知,五元体系Na+,K+//Cl-,Br-,B4O72--H2O在323K和348K温度下均属于固体溶液型体系,有固溶体生成,固溶体为Na(Cl,Br),无复盐生成。该五元体系在两个温度下的简干图(Na2B4O7饱和)相似,由2个五元共饱点、5条溶解度曲线和4个固相结晶区组成。4个固相结晶区对应的平衡固相分别为:K2B4O7·4H2O,KBr,Na (Cl,Br)和KCl。与323K温度下的简干图相比,Na(Cl,Br)的结晶区(F1E2BCE4F2F1区)在348K时增大了,这说明在五元体系Na+,K+//Cl-,Br-,B4O72--H2O中Na(Cl,Br)在348K时的溶解度比在323K时小;K2B4O7·4H2O的结晶区(AE1F1F2E4A区)减小了,说明在五元体系Na+,K+//Cl-,Br-,B4O72--H2O中K2B4O7·4H2O在348K时的溶解度比在323K时大。两个温度下水图中水含量变化趋势基本一致,在348K时水含量整体较小;两个温度下钠图中Na+含量变化趋势一致,在348K时Na+含量整体较小;两个温度下的密度-质量分数图中密度变化趋势一致,在348K时密度整体较大。