Диаграмма состояния системы кристаллогидратов Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O
Методами термического анализа построена диаграмма состояния системы Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O с метастабильными областями. Методами термічного аналізу побудовано діаграму стану системи Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O з метастабільними областями. By the methods of thermal analysis the equilibrium diagram o...
Saved in:
| Published in: | Украинский химический журнал |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/187652 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Диаграмма состояния системы кристаллогидратов Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O / В.Д. Александров, А.Ю. Соболев, О.В. Соболь // Украинский химический журнал. — 2012. — Т. 78, № 2. — С. 88-93. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860248790810755072 |
|---|---|
| author | Александров, В.Д. Соболев, А.Ю. Соболь, О.В. |
| author_facet | Александров, В.Д. Соболев, А.Ю. Соболь, О.В. |
| citation_txt | Диаграмма состояния системы кристаллогидратов Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O / В.Д. Александров, А.Ю. Соболев, О.В. Соболь // Украинский химический журнал. — 2012. — Т. 78, № 2. — С. 88-93. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Украинский химический журнал |
| description | Методами термического анализа построена диаграмма состояния системы Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O с метастабильными областями.
Методами термічного аналізу побудовано діаграму стану системи Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O з метастабільними областями.
By the methods of thermal analysis the equilibrium diagram of the system of crystal hydrates Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O including metastable regions is build.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:40:31Z |
| format | Article |
| fulltext |
ЛІТЕРАТУРА
1. Van der Plas T. Physical and Chemical Aspects of Ad-
sorbents and Catalysts. -London: Academ. Press, 1970.
2. Bansal R .C., Donnet J.B., S toeckli F. Active carbon.
-New York: Marcel Dekker, 1988.
3. Leon y Leon C.A., Radovic L .R . / Ed. by P.A.Thrower.
-New York: Marcel Dekker, 1994. -24. -P. 213—310.
4. Puri B.R . Chemistry and Physics of Carbon / Ed.
by P.J.Walker Jr. -New York: M.Dekker, 1970. -6.
-P. 191—282.
5. Cadenas-Perez A .F., M aldonado-Hodar F.J., M oreno-
Castilla C. // Carbon. -2003. -41. -P. 473—478.
6. Fanning P.E., Vannice M .A . // Ibid. -1993. -31. -P.
721—730.
7. Matzner R., Boehm H.P. // Ibid. -1998. -36. -P. 1697—1709.
8. Fitzer E., Geigl K.H., Huttner W ., W eiss R . // Ibid.
-1980. -18, № 6. -P. 389—393.
9. Николаев В.Г., Стрелко В.В. Гемосорбция на акти-
вированных углях. -Киев: Наук. думка , 1979.
10. Кузин И .А ., Лоскутов А .И . // Журн. прикл. химии.
-1966. -39, № 1. -С. 100—104.
11. Щербицкий А.Б., Картель Н.Т ., Михаловский С.В. и
др. // Адсорбция и адсорбенты. -1983. -№ 11. -С. 80—84.
12. Adib F., Bagreev A ., Bandosz T .J. // Langmuir. -2000.
-16. -P. 1980—1986.
13. Bagreev A., Bashkova S., Bandosz T .J . // Ibid. -2002.
-18. -P. 1257—1264.
14. Calahorro C.V., Garcia A .M ., Garcia A .B., Serrano
V.G. // Carbon. -1990. -28, № 2–3. -P. 321—335.
15. Seron A., Benaddi H., Beguin F. et al. // Ibid. -1996.
-34, № 4. -P. 481—487.
16. Пат. України №42910 А. -Опубл. 15-Лис-01; Бюл. № 10.
17. Puziy A .M ., Poddubnaya O.I., R itter J.A . et al. //
Carbon. -2001. -39, № 15. -P. 2313—2324.
18. Puziy A .M ., Poddubnaya O.I. // Materials Science
Forum. -1999. -308. -P. 908—913.
19. Пузий А .М ., Поддубная О.И ., Ставицкая С.С. // Журн.
прикл. химии. -2004. -77, № 8. -С. 1279—1283.
20. Provencher S.W . // Computer Physics Communi-
cations. -1982. -27. -P. 213—227.
21. Provencher S.W . // Ibid. -1982. -27. -P. 229—242.
22. Puziy A.M ., M atynia T., Gawdzik B., Poddubnaya O.I.
// Langmuir. -1999. -15. -P. 6016—6025.
23. Lange’s Handbook of Chemistry / Ed. by John A.
Dean, 15th edition. -New York: McGraw-Hill Inc.,
1999. -Section 3. -P. 3.41.
24. Kortum G., Vogel W ., Andrussow K. Dissociation Con-
stants of Organic Acids in Aqueous Solution. -Lon-
don: Butterworth, 1961. -P. 189—536.
25. Рабинович В.А ., Хавин З.Я. Краткий химический
справочник. -Л .: Химия, 1978.
26. Stumm W ., M organ J.J . Aquatic Chemistry. -New
York: John Wiley & Sons, 1996.
27. Puziy A .M ., Poddubnaya O.I., M artinez-Alonso A . et
al. // Carbon. -2002. -40, № 9. -P. 1493—1505.
28. Leon y Leon C.A., Solar J.M ., Calemma V ., Radovic
L .R . // Ibid. -1992. -30, № 5. -P. 797—811.
29. M ontes-M oran M .A., M enendez J.A., Fuente E., Suarez
D. // J. Phys. Chem. B. -1998. -102. -P. 5595—5601.
30. Фрумкин А .Н . Потенциалы нулевого заряда. -М :
Наука, 1982.
31. Тарасевич М .Р. Электрохимия углеродных мате-
риалов. -М : Наука, 1984.
32. Boehm H.P. // Advances in Catalysis / Eds. D.D.Eley,
H.Pines, P.B.Weisz. -New York: Academ. Press, 1966.
-16. -P. 179—274.
33. Puziy A .M ., Poddubnaya O.I., Z iatdinov A .M . // Appl.
Surf. Sci. -2006. -252. -P. 8036—8038.
34. Puziy A .M ., Poddubnaya O.I., Socha R.P. et al . //
Carbon. -2008. -46, № 15. -P. 2113—2123.
Інститут сорбції та проблем ендоекології Надійшла 26.04.2010
НАН України, Київ
УДК 546.06
В.Д.Александров, А.Ю.Соболев, О.В.Соболь
ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ КРИСТАЛЛОГИДРАТОВ
Na2СO3⋅10H2O—Na2SO4⋅10H2O *
Методами термического анализа построена диаграмма состояния системы Na2СO3⋅10H2O—
Na2SO4⋅10H2O с метастабильными областями.
Неорганическая и физическая химия
© В.Д .Александров, А.Ю .Соболев, О.В.Соболь , 2012
* Работа выполнена в рамках госбюджетной НИР по плану Министерства образования и науки Украины
в области фундаментальных исследований.
88 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 2
ВВЕДЕНИЕ. Кристаллогидраты сульфата и
карбоната натрия находят широкое применение
при создании термоаккумулирующих матери-
алов (ТАМ) на основе периодических фазовых
превращений типа плавление—кристаллизация
[1—7]. Основными характеристиками ТАМ яв-
ляются высокие значения энтальпий плавления
∆HL, устойчивая стабильность эндо- и экзо-
термических эффектов при многократном тер-
моциклировании, знание разновидностей кри-
сталлизации и величин предкристаллизационных
переохлаждений. Однако для полного анализа
характеристик ТАМ в литературе практически
отсутствуют сведения о диаграммах состояния
бинарных кристаллогидратов. Имеются лишь
данные об отдельных смесях этих кристаллоги-
дратов, используемых в качестве ТАМ. В рабо-
тах [8—11] при изучении кинетики кристаллиза-
ции в системах вода—карбонат натрия (Na2СO3),
вода—сульфат натрия (Na2SO4) методом цик-
лического термического анализа (ЦТА) были ус-
тановлены величины предкристаллизационных
переохлаждений и влияние различных факторов
на них, найдены области метастабильности рас-
творов, которые были нанесены на соответству-
ющие диаграммы состояния [10] в части, ограни-
ченной кристаллогидратами Na2SO4⋅
10H2O (СН-10) и Na2СO3⋅10H2O (КН-10).
Однако для создания эффективных ТАМ
важно знать диаграммы состояния смесей
этих кристаллогидратов. Поэтому цель
данной работы — построение диaграммы
состояния СН-10—КН-10 и установление
границ метастабильности относительно
линий ликвидусa и солидусa.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА . Все
смеси в системе СН-10—КН-10 изучали
в условиях, в которых индивидуальные
кристаллогидраты имели достаточноe пе-
реохлаждение. Исследовали смеси, содер-
жащие 0(I), 11 (II), 22(III), 33(IV), 43(V), 53
(VI), 63(VII), 72(VIII), 82(IX), 91(X), 100
(XI) % мол. СН-10. Образцы готовили по
стандартной методике [8, 9]. Все образцы,
имеющие одинаковые массы по 1 г, поме-
щали в стеклянные пробирки с притeр-
тыми крышечками. Нагрев и охлаждение
образцов осуществляли с помощью печи
сопротивления в интервале температур
от –15 до +75 оС. Для этого печь и образцы
помещали в морозильную камеру, работающую
при температуре –20 оС. Скорости нагрева и ох-
лаждения подбирали примерно одинаковыми и
варьировали в диапазоне 0.15—0.2 К/с. Запись
кривых ЦТА и ДТА, а также управление процес-
сами нагрева—охлаждения производили при по-
мощи измерителя-регулятора ТРМ202 фирмы
Овен и компьютера. Образцов каждого состава
приготавливали не менее трех, количество термо-
циклов на каждом составе — не менее десяти.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ. На первом
этапе образцы нагревали и охлаждали с целью
определения температур ликвидуса TL и солиду-
са TS. Результаты средних значений этих величин
представлены в табл. 1. По данным таблицы по-
строены линии ликвидусa для системы Na2СO3⋅
10H2O—Na2SO4⋅10H2O (жирные линии). Полу-
ченная диаграмма состояния показана на рис. 1.
Линия, соответствующая температурам TS, прак-
тически является прямой и, по-видимому, харак-
теризует эвтектическую линию. Однако сплош-
ная линия ликвидусa не характерна для сплавов
эвтектического типа. Если при увеличении кон-
центрации второго компонента как слева, так и
справа на 30—35 % наблюдается уменьшение тем-
пературы ликвидусa, то в центральной части они
Т а б л и ц а 1
Составы образцов и соответствующие им средние темпера-
туры (оС) ликвидуса TL, солидуса TS, минимальных темпе-
ратур Tmin, переохлаждений ∆TL
– и ∆TS
– относительно тем-
ператур TL и TS соответственно в системе Na2СO3⋅10H2O—
Na2SO4⋅10H2O
Образец Q <T L> <TL
min> <∆T L
–> <∆T S
–> <TS
min> <∆TS
–>
I 0 32.5 20 9.5 0 –2.0 2.0
II 11 29.0 19 9.0 –0.5 –3.0 2.5
III 22 26.0 13 7.0 –2.0 –4.0 2.0
IV 33 24.0 10 8.0 –2.0 –3.5 1.5
V 43 22.5 9 7.5 –1.5 –3.5 2.0
VI 53 21.5 11 6.5 –1.0 –3.4 2.4
VII 63 22.0 11 4.0 –0.9 –2.5 1.6
VIII 72 23.5 12 4.5 –0.8 –2.8 2.0
IX 82 25.0 14 5.0 –0.2 –2.6 2.4
X 91 29.0 17 8.0 –0.4 –2.0 1.6
XI 100 32.4 19 10.4 –0.8 –2.1 1.3
* Q — cодержание КН -10 в СН -10, % мол.
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 2 89
не доходят до линии солидусa, а замыкаются в
сплошную кривую с минимумом при температу-
рах ~15—16 oС и содержанием компонентов
приблизительно 50 на 50 %. Если проэкстрапо-
лировать начальные точки (до 20 % как слева, так
и справа) до линии солидусa, получим гипотети-
ческие линии ликвидусa ABE и A’B’E, сходящие-
ся в точке E с составом примерно 47 % Na2СO3⋅
10H2O — 53 % Na2SO4⋅10H 2O при температу-
ре –2.9 oС. Однако при дальнейшем увеличении
концентрации второго компонента свыше 20 %
мол. линия ликвидусa начинает отклоняться и
проходит по точкам ABCB’A’ с минимумом в
точке C, с тем же составом, что и в точке E.
Линия ликвидусa в системе двух кристал-
логидратов описывается эмпирическим урав-
нением с минимумом при x ≈ 47 %:
T i = T L + Ax + Bx 2 , (1)
где x — содержание Na2СO3⋅10H2O в системе
КН-10—СН-10, А = –0.45, B = 0.48⋅10–2.
Диаграмма на рис. 1 не характер-
на и для непрерывного ряда твердых
растворов. Подобная диаграмма ра-
нее была получена нами для системы
кристаллогидратов Na2SO3⋅7H2O—
Na2SO4⋅ 10H2O [12]. К сожалению, в ли-
тературе отсутствуют сведения о диа-
граммах состояния бинарных крис-
таллогидратов. Наши исследования в
этом направлении показали, что, на-
пример, в системах Na2S2O3⋅5H2O—
Na2SO4⋅10H2O и Na2S2O3⋅ 5H2O—Na2SO3⋅
7H2O образуются смеси классического
эвтектического типа, объяснялось это
либо различием строения кристалли-
ческих решеток, либо слишком боль-
шой разницей в параметрах решeток
одинакового типа. В нашем случае для
системы декагидрат сульфата натрия
—декагидрат карбоната натрия при
одинаковых сингониях (моноклинных)
остальные кристаллографические па-
Рис. 1. Диаграмма состояния системы Na2СO3⋅10H 2O—
Na2SO4⋅10H 2O.
Неорганическая и физическая химия
Т а б л и ц а 2
Кристаллохимические параметры кристаллогидратов КН-10—СН-10
Кристалло-
гидрат
Молярная
масса,
г/моль
Параметры решетки
Отношение
осей
a,b,c к b
Тип
решетки
Объем
ячейки, Ao 3
Плот-
ность
⋅103кг/м3
КН -10 (Na2CO3
⋅10H 2O)
286.14 a = 12.830, b = 9.026, c = 13.440,
1.42:1:1.48
Моно-
клинная
1305.31 1.44
Z = 4, β = 123.00°
СН -10 (Na2SO4
⋅10H 2O)
322.20 a = 12.820, b = 10.350, c = 11.480,
1.24:1:1.11
Моно-
клинная
1451.46 1.49
Z = 4; β = 107.66°
Разница пара-
метров
0.010, 1.324, 1.960 146.15 0.05
0, 15.34°
Отличие пара-
метров, %
0.78, 12.79, 14.58 10.7 3.35
0, 12.20o
90 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 2
раметры отличаются незначительно (табл. 2).
Вид линии ликвидусa на рис. 1, возможно,
связан с особенностями строения жидкого рас-
твора, характеризующегося двумя типами во-
дородных связей между молекулами воды, меж-
ду водородом воды и кислородом, ионами SO4
2–,
CO3
2–. По-видимому, близость параметров решe-
ток СН -10 и КН -10 способствует непрерывно-
му характеру растворимости этих кристаллогид-
ратов в общей кристаллизационной воде при ма-
лых концентрациях одной из компонент.
В жидком состоянии молекулы Na2SO4⋅
10H2O и Na2CO3⋅10H2O диссоциируют на ионы
Na+, SO4
2–, CO3
2–, H2O с близкими по характеру
водородными связями с непрерывным чередо-
ванием анионов SO4
2– и CO3
2– [13]:
– однотипными
– разнотипными
Подобный порядок H-связей с анионами мо-
жет быть обусловлен тем, что энергия прочных
водородных связей воды с анионами SO4
2– (7.2—
7.4 эВ) несколько меньше энергии подобной свя-
зи с анионами CO3
2– (7.4—8.2 эВ) и с близостью
менее прочных H-связей: 4.5—4.7 эВ для Na+ и
4.5—4.9 эВ для CO3
2–.
При кристаллизации подобных растворов
последовательность формирования кристалло-
гидратов, вероятно, будет происходить в поряд-
ке: Na+ + SO4
2– + nH2O и Na+ + СO3
2– + nH2O, так
как энергии водородных связей в системе СН-10
больше, чем в системе КН-10 (EH’’ >EH’). При
этом до концентраций ~50 % будут преобладать
кристаллы СН-10, а выше 50% состава растворов
— кристаллы КН-10. Наличие смешанных крис-
таллов, схожих по кристаллохимическим пара-
метрам, скорее всего, приводит к тому, что линия
ликвидуса имеет вид, представленный на рис. 1.
Линия солидуса характеризует,
прежде всего, кристаллизацию остат-
ков воды и не- закристаллизован-
ных мелких крис- таллогидратов
обоего типа.
На втором этапе эксперимен-
тальных исследований изучали пе-
реохлаждения растворов двух
крис- таллогидратов относительно
линий ликвидуса ∆TL
– и солидусa
∆TS
–. Данные по этим величинам
приведены в табл. 1. В соответствии с эти- ми
результатами на диаграмме сос- тояния СН-10—
КН-10 показаны метастабильные зоны ниже
линии ликвидусa и солидусa (рис. 1, пунктирные
линии) в условиях наших экспериментов.
На рис. 2 в качестве примера приведены тер-
мограммы нагревания и охлаждения образца
IV (30 % КН-10—70 % СН-10), характеризующие
влияние перегрева образца на ход кристаллиза-
ции при охлаждении.
Во-первых, четко обозначены температуры
ликвидусa (~24 oС) и солидусa (~ –1 oС) на всех
трех термограммах. Во-вторых, наблюдается рост
переохлаждения ∆TL
– по мере увеличения пере-
грева ∆TL
+ относительно температуры ликвиду-
сa. При этом переохлаждения ∆TS
– относительно
TS остаются неизменными. Кроме того, обнару-
жено, что при слабом нагреве до ∆T+ ≈ 5° (тер-
мограмма 1) и охлаждении кристаллизация про-
исходит квазиравновеcно без переохлаждения, а
Рис. 2. Термограммы образца IV.
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 2 91
при увеличении перегрева ∆TL
– характер крис-
таллизации меняется на неравновесно-взрыв-
ной с соответствующими переохлаждениями (тер-
мограммы 2 и 3).
На рис. 3, а для образца IV представлен об-
общающий график зависимости ∆TL
– от ∆TL
+.
Подобная зависимость характерна для осталь-
ных смесей в системе Na2СO3⋅10H2O—Na2SO4⋅
10H2O. Согласно полученным термограммам, за-
висимости ∆TL
– от ∆TL
+ аппроксимируются фун-
кцией Больцмана, имеющей вид:
∆T – = A 2 +
A 1 − A 2
1 + e(∆T +−x0) / d
,
где A1 = 0, A2 =16, x0 = 14.1, d = 2.71.
Следует отметить, что перегревы того же об-
разца выше TL начиная с 16° и далее не влияют
на среднюю величину предкристаллизационно-
го переохлаждения.
Для сравнения на рис. 3, б приведена зави-
симость ∆T– от ∆T+ для чистого кристаллогидра-
та Na2CO3⋅10H2O [11]. Видно, что для него зави-
симость является скачкообразной, описываемой
функцией Хэвисайда:
∆T – = 13o⋅Θ(∆T + – 9o) ,
где Θ = {(0,∆T+<9o),(1,∆T+≥9o)}.
Выбрав одинаковые температуры прогре-
вов (~60 °С) жидкой фазы для всех образцов в
системе Na2СO3⋅10H2O—Na2SO4⋅10H2O, после
которых наблюдаются достаточно хорошие пе-
реохлаждения, по минимальным температурам
Tmin на начало кристаллизации были получены
соответствующие переохлаждения ∆T L
–, кото-
рые были занесены в табл. 1. Там же приведе-
ны температуры Tmin , TS и переохлаждения
∆TS
– относительно TS. Эти данные были исполь-
зованы для определения метастабильных облас-
тей ниже TL и TS на диаграмме состояния СН-
10—КН-10 (рис. 1, пунктирные линии). Из этого
рисунка можно заключить, что переохлаждение
∆TL
– незначительно уменьшается по мере уве-
личения концентрации второго компонента, а
переохлаждения ∆T S
– практически остаются
постоянными.
ВЫВОДЫ. Таким образом, в данной работе
методом термического циклического анализа
(ЦТА) построена диаграмма состояния между
двумя криcталлогидратами Na2СO3⋅10H2O—
Na2SO4⋅10H2O. Установлен вид диаграммы сос-
тояния. На ней показаны предкристаллизацион-
ные переохлаждения, которые незначительно из-
меняются относительно линии ликвидусa и ос-
таются приблизительно постоянными относите-
льно линии солидусa.
РЕЗЮМЕ. Методами термічного аналізу побу-
довано діаграму стану системи Na2СO3⋅10H2O—
Na2SO4⋅10H2O з метастабільними областями.
SUMMARY. By the methods of thermal analysis
the equilibrium diagram of the system of crystal hyd-
rates Na2СO3⋅10H 2O—Na2SO4⋅10H 2O including meta-
Неорганическая и физическая химия
Рис. 3. Зависимость предкристаллизационных переох-
лаждений от предварительного перегрева для соста-
вов IV (а) и XI (б).
92 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 2
stable regions is build.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пат. США . -Заявл. 01.11.82, № 438224.
2. Пат. Япония. -Заявл. 21.12.81, № 56-207661.
3. Заявка 646083, Япония, МКИ . С09К 5/06. -Oпубл.
10.01.89.
4. Заявка № 59-213789, Япония. -Заявл. 19.05.83.
5. Пат. 4603003, США . -Oпубл. 29.07.86.
6. Kimura Hiroshi // Ind. and Eng. Chem. Fundam.
-1980. -19, № 3. -P. 251—253.
7. Пат. США 4508632. -Заявл. 15.06.83, № 504601.
8. Александров В.Д., Соболь О.В., Савенков М .В. //
Фізикa і хімія тв. тіла. -2007. -№ 4. -С. 1—5.
9. Александров В.Д., Соболь О.В., Постніков В.А . //
Там же. -2008. -№ 6. -С. 1—5.
10. Киргинцев А .Н ., Трушникова Л.Н ., Лаврентьева В.Г.
// Растворимость неорганических веществ в воде.
Справочник. -Л .: Химия, 1972.
11. Александров В.Д., Соболєв О.Ю., Фролова С.А. та ін.
// Вісн. Донбас. націон. академії буд-ва і архітекту-
ри. -2009. -Вип. 1 (75). -С. 100—103
12. Александров В.Д., Соболь О.В. //VI конф. по росту
кристаллов. -М ., 2010. -С. 132.
13. Коулсон Ч. // Валентность. -М .: Мир, 1965.
Донбасская национальная академия строительства Поступила 25.05.2011
и архитектуры , Макеевка
УДК 536.7
В.Г.Кудин, Н.Г.Кобылинская, М.А.Шевченко, В.С.Судавцова
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ ДВОЙНЫХ СИСТЕМ Y—B (Al, Ga, In)
Методом калориметрии при 1775 ± 5 K определены энтальпии смешения жидких сплавов двойных
систем Y—Al(Ga), прогнозированы аналогичные данные для Y—B(In, Tl) из энтальпий образования
промежуточных фаз и диаграмм состояния этих систем. Термодинамические свойства жидких сплавов
двойных систем Y–Al(Ga) рассчитаны в полном концентрационном интервале с использованием мо-
дели идеального ассоциированного раствора (ИАР). Показано, что термодинамические активности
компонентов расплавов двойных систем Y—Al(Ga) проявляют отрицательные отклонения от идеаль-
ного поведения, а энтальпии смешения указывают на значительные экзотермические эффекты. Мини-
мумы энтальпии смешения двойных систем Y—Al(Ga) составляют –40.8 ± 2.2 и –70.0 ± 3.2 кДж/моль.
ВВЕДЕНИЕ. Поскольку иттрий имеет силь-
ное сродство к кислороду, сере, углероду и дру-
гим элементам, его можно применять как раскис-
литель, десульфуратор и т.п. Но из-за высокой
агрессивности и химической активности его ча-
ще всего используют в виде лигатур. Состав лига-
тур научно обоснованно находят с помощью
диаграмм состояния иттрийсодержащих систем и
их физико-химических свойств, среди которых
важнейшими являются термодинамические.
Цель данной работы — определение термо-
химических свойств жидких сплавов двойных
систем Y—Al(Ga) и прогнозирование аналогич-
ных данных для Y—B(In,Tl) по энтальпиям обра-
зования промежуточных фаз и диаграммам со-
стояния систем, а также расчет термодинамичес-
ких свойств по модели идеальных ассоциирован-
ных растворов (ИАР).
ЭКСПЕРИМЕНТ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬ-
ТАТОВ. Исследования проводили методом вы-
сокотемпературной изопериболической кало-
риметрии при температуре 1775 ± 5 K в концен-
трационном интервале 0<xY<0.6. Используемые
материалы: алюминий марки АВ00, дистиллят
иттрия ИтМД-2 (99.999 %) и галлий марки Гл 000
(99.99 %); эталонное вещество — вольфрам
класса А2 (99.96 %). Исследование выполняли в
атмосфере аргона высокой чистоты. Методика
проведения экспериментов и обработки результа-
тов подробно описаны в работах [1, 2]. Погреш-
ность в определении парциальных энтальпий сме-
шения компонентов (∆H i) составляла ± 10 %,
интегральных (∆H) — ± 1 %.
Вначале подробно опишем данные, получен-
ные при исследовании жидких сплавов двойной
системы Y—Al. Наиболее современная оптими-
© В.Г.Кудин, Н .Г.Кобылинская, М .А.Шевченко, В.С.Судавцова , 2012
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 2 93
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-187652 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0041–6045 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:40:31Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Александров, В.Д. Соболев, А.Ю. Соболь, О.В. 2023-01-16T20:08:04Z 2023-01-16T20:08:04Z 2012 Диаграмма состояния системы кристаллогидратов Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O / В.Д. Александров, А.Ю. Соболев, О.В. Соболь // Украинский химический журнал. — 2012. — Т. 78, № 2. — С. 88-93. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/187652 546.06 Методами термического анализа построена диаграмма состояния системы Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O с метастабильными областями. Методами термічного аналізу побудовано діаграму стану системи Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O з метастабільними областями. By the methods of thermal analysis the equilibrium diagram of the system of crystal hydrates Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O including metastable regions is build. ru Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України Украинский химический журнал Неорганическая и физическая химия Диаграмма состояния системы кристаллогидратов Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O Діаграмa стану системи кристалогідратів Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O Plotting the equilibrium diagram of the system of crystal hydrates Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O Article published earlier |
| spellingShingle | Диаграмма состояния системы кристаллогидратов Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O Александров, В.Д. Соболев, А.Ю. Соболь, О.В. Неорганическая и физическая химия |
| title | Диаграмма состояния системы кристаллогидратов Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O |
| title_alt | Діаграмa стану системи кристалогідратів Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O Plotting the equilibrium diagram of the system of crystal hydrates Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O |
| title_full | Диаграмма состояния системы кристаллогидратов Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O |
| title_fullStr | Диаграмма состояния системы кристаллогидратов Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O |
| title_full_unstemmed | Диаграмма состояния системы кристаллогидратов Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O |
| title_short | Диаграмма состояния системы кристаллогидратов Na₂СO₃×10H₂O—Na₂SO₄×10H₂O |
| title_sort | диаграмма состояния системы кристаллогидратов na₂сo₃×10h₂o—na₂so₄×10h₂o |
| topic | Неорганическая и физическая химия |
| topic_facet | Неорганическая и физическая химия |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/187652 |
| work_keys_str_mv | AT aleksandrovvd diagrammasostoâniâsistemykristallogidratovna2so310h2ona2so410h2o AT sobolevaû diagrammasostoâniâsistemykristallogidratovna2so310h2ona2so410h2o AT sobolʹov diagrammasostoâniâsistemykristallogidratovna2so310h2ona2so410h2o AT aleksandrovvd díagramastanusistemikristalogídratívna2so310h2ona2so410h2o AT sobolevaû díagramastanusistemikristalogídratívna2so310h2ona2so410h2o AT sobolʹov díagramastanusistemikristalogídratívna2so310h2ona2so410h2o AT aleksandrovvd plottingtheequilibriumdiagramofthesystemofcrystalhydratesna2so310h2ona2so410h2o AT sobolevaû plottingtheequilibriumdiagramofthesystemofcrystalhydratesna2so310h2ona2so410h2o AT sobolʹov plottingtheequilibriumdiagramofthesystemofcrystalhydratesna2so310h2ona2so410h2o |