Американский Научный Журнал СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ФАЗОВЫХ КОМПЛЕКСОВ СИСТЕМЫ NA,CA//SO4,CO3-H2O ПРИ 50 И 75ОС

Аннотация. Впервые методом трансляции построены диаграммы фазовых равновесий системы Na,Ca//SO4,CO3-H2O при 50 и 750С и осуществлён сравнительный анализ их строения. Скачать в формате PDF
American Scientific Journal № ( 28) / 20 19 49

Х ИМИЯ

УДК 541.123.6
COMPARATIVE ANALYSIS OF PHASE COMPLEX SYSTEMS Na,Ca||SO 4,CO 3-H2O ABOUT 50
AND 75 0C

Soliev L., Makhmadov Kh .R.,
JumaevM .T., Muzafarova D., Sinoi G.
S. Аyni Тajik State pedagogikal University

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ФАЗ ОВЫХ КОМПЛЕКСОВ СИСТ ЕМЫ NA ,CA //SO 4,CO 3-H2O
ПРИ 50 И 75 ОС

Солиев Л., Махмадов Х.Р.,
Жумаев М.Т., Музафарова Д., Синои Г.
Таджикский государственный педагогический университет им. С .Айни

Abstract .Translation method explored phase complex of system Na,Ca||SO 4,CO 3-H2O at 50 and 75 0С. On
the basis of the received data the closed sc hematic phase diagramme of the investigated system is constructed.
Аннотация . Впервые методом трансляции построены диаграммы фазовых равновесий системы
Na ,Ca //SO 4,CO 3-H2O при 50 и 75 0С и осуществлён сравнительный анализ их строения.
Key word: Method translations, lintes, monovariant curves, points, diagram, sodium, calcium, sulfate,
carbonate, ph ase complex.
Ключевые слова: метод трансляции, нонвариантные точки, моновариантные кривые, дивариантные
поля, диаграмма, натрий, кальций, сульфат, карбонат, фазовый комплекс

Данная четырехкомпонентная система
является со ставной частью более сложно й
шестикомпонентной системы
Na,Са// SO 4,CO 3,НСО 3,F-H2O. Знание
закономерносте й фазовых равновесий данной
системы имеет не только научно - теоретическое
значение, но и необходимо для создания
оптимальных условий переработки природн ых и
технических объектов, содержащих сульфаты,
карбонат ы, гидрокарбонаты, фториды натрия и
кальция. Ка к показывает анализ литературы [1]
система Na ,Ca //SO 4,CO 3-H2O раннее не была
исследована, при 50 и 75 0С.
Нами она исследовалась методом трансляции,
[2-4] которая вытекает из принци па совместимости
элементов ст роения n и ( n+1) компонентных систем
в одной ди аграмме [5]. Согласно методу
трансляции элементы строения диаграммы n-
компонентных систем при добавлении в них
следующего компонента (при постоянстве
температуры и давления), увел ичивают свою
размерность на е диницу и транслируются на
уровень ( n+1) компоне нтного состава в
трансформированном виде. Например, при
трансляции нонвариантных точек n–компонентных
систем на ( n+1) компонентный уровень они
превращают ся в моновариантные кривые, а
моновариантные кривые в ди вариантные поля и т.д.
Трансформированные гео метрические образы,
согласно своим топологическим свойствам, на
уровне ( n+1) компонентного состава взаимно
пересекаясь (с соблюдением правило фаз Гиббса)
формируют геометрические обр азы системы на
этом уровне ко мпонентности. Таким образом,
метод трансляци и позволит прогнозировать
возможные фазовые равновесия
многокомпонентных систем (при переходе из n-
компонентного уровня на ( n+1) компонентный
уровень) и тео ретически построить их замк нутые
фазовые диаграммы. Боле е подробно применение
метода трансляции, д ля прогнозирования строения
диаграммы фазовых равновесий в
многокомпонентных водно – солевых системах,
рассмотрено в работах [2 -4].
Исследуемая четырёхкомпоне нтная система
включает след ующие трёхкомпонентные систем ы:
Na 2SO 4-Na 2CO 3-H2O; Na 2SO 4-CaSO 4-H2O; Na 2CO 3-
CaCO 3-H2O и CaSO 4-CaCO 3-H2O фазовый состав
осадков нонвариантных точек в которых, при 50 и
75 оС, заимствован [1] и представлен в таблице 1.

50 American Sci entific Journal № ( 28) / 20 19
Таблица 1
ФАЗОВЫЙ СОСТАВ ОСАДКО В В НОН ВАРИАНТНЫХ ТОЧКАХ ЧЕ ТЫРЕХКОМП ОНЕНТНОЙ
СИСТЕМУ NA ,CA //SO 4,CO 3-H2O ПРИ 50 И 75 0С НА УРОВНЕ ТРЁХКОМПОН ЕНТНОГО
СОСТАВА
Изотерма, 0С Нонвариантные точки Равновесные твёрдые фазы
Система Na 2SO 4-Na 2CO 3-H2O
50 Е13 Те+Бр
Е23 Бр+ Na·1
75 Е13 Те+Бр
Е23 Бр+ Na·1
Система Na 2SO 4-CaSO 4-H2O
50 Е33 Те+Гб
Е43 Гп+Гб
75 Е33 Те+Гб
Е43 Гб+5Са· Na·3
Е53 5Са· Na·3 +Гп
Система Na 2CO 3-CaCO 3-H2O
50 Е53 Na·1+ Пр
Е63 Пр+Сц
75 Е63 Na·1+ Пр
Е73 Пр+Сц
Система CaSO 4-CaCO 3-H2O
50 Е73 Гп+Сц
75 Е83 Гп+Сц

В таблице 1, и д алее Е обозначает
нонвариантн ую точку с верхним индексом,
указывающим на компонентность системы и
нижним индексом, указывающим на порядковый
номер точки. Приняты следующие условные
обозначения равновесных твёрдых фаз: Те –
тенард ит Na 2SO 4; Гп – гипс CaSO 4·2H2O; Na ·1 –
моногидрат карбо ната натрия Na 2CO 3·H2O; Сц –
кальцит CaCO 3; Гб – глауберит CaSO 4·Na 2SO 4; Бр –
беркеит 2 Na 2SO 4·Na 2CO 3; Пр – пирсонит
Na 2CO 3·CaCO 3·2H2O; 5 Ca ·Na ·3 –
5CaSO 4·Na 2SO 4·3H2O.
Трансляция тройных нонвариантных т очек на
уровень четырёхкомп онентного состава даёт
следую щие четверные нонвариантные точки с
равновесными твёрдими фазами:
Изотерма 50 оС

На основе полученных данных были
построенны совмещенные диа граммы фазоывх
равновесий и зотермы 50 и 75 0С исследуемой
системы на уровнях трёх -четырёхкомпонентного
составов. Было обна руженно поля кристаллизации:
Бр и Гб при 50 0С; 5 Ca ·Na ·3, Бр, Пр при 75 0С не
замкнуты. Для их замыкания методом
«промежуточной» [3] тран сляции были найдены
следующ ая нонвариантные точки с равновесными
твёрдыми фазами:
Е54 = Гб + Пр + Бр (при 50 0С);
Е64 = Пр + 5Ca ·Na ·3 + Бр.
Окончательные варианты построенных
диаграмм фазовых равновесий исследуемой
системы приведены на рис. 1 и 2.

American Scientific Journal № ( 28) / 20 19 51

Рисунок 1. Совмещенная схематичес кая диаграмма фазового комплекса системы Na ,Ca //SO 4,CO 3-H2O
при 50 оС, на уровнях трёх -четырёхкомпонентного составав, построенная методом трансляции

Рисунок 2. Совмещенная схематическая диаграмма фазового комплекса системы Na ,Ca //SO 4,CO 3-H2O
при 75 оС, на уровнях трёх -четырёхкомпонентного составав, построенная методом трансляции

На рис. 1 и 2 пунктирные линии обозначают
трансляцию тройных нонвариантных точек на
уровень четырёхкомпонентного состава, где
направления трансляции указа ны стрелками. Они
являются моновари антными кривыми уровня
четырёхкомпонентного состава и их фазовый
состав ид ентичен фазовому составу
транслированных тройных нонвариантных точек.
Полужирные сплошные линии также являются
моновариантным кривыми. Они проходят между
четверными нонвариан тными то чками и

52 American Sci entific Journal № ( 28) / 20 19
характеризуются следующим фазовым составом
осадков:

Из рисунк и 1 и 2 видно, что поле
кристаллизации Гб при 50 0С и поле кристаллизации
5Ca ·Na ·3 при 75 0С граничит с 5 равновесных фаз.
Это указывает на то, что в данных условях поле
кристаллизаии Гб и 5 Ca ·Na ·3 з анимает
значителную часть исследуемой системы. В табл. 2
пр иведены перечен и контуры дивариантных полей
системы Na ,Ca //SO 4,CO 3-H2O при 50 и 75 0С
Таблица 2
ПЕРЕЧЕНЬ И КОНТУРЫ Д ИВАРИАНТНЫХ ПОЛЕЙ СИ СТЕМЫ
NA,CA//SO 4,CO 3-H2O ПРИ 50 И 75 0С

American Scientific Journal № ( 28) / 20 19 53

Сопоставление строения диаграммы Na ,Ca //SO 4,CO 3-H2O при 50 и 75 0С показыв ает на наличие
следую щего количества геометричес ких образов для каждой изотермы.
Геометрические образы
Изотермы, оС
50 75
Нонвариантные точки 5 6
Моновариантные кривые 11 13
Дивариантные поля 7 8
Наличие большего количества геометрических
образов ( нонвариантных точек, моновариантных
кривых, див ариантных полей) для изотермы 75 оС,
по сравнении с изотермой 50 оС, объясняется
большим числом равновесных твёрдых фаз (8
вместо 7), что способствует формированию
большего числа геометри ческих образов и вполне
согласуется с основн ыми принципами физико –
хим ического анализа [7].

ЛИТЕРАТУРА
1. Справочник экспериментальных данных
по растворимости многокомпонентных водно –
солевых систем. Т. II., кн. 1 -2. СПб: Химиздат,
2004, 1247.
2. Солиев Л. Прогнозирование строения
диаграмм фазовых ра вновесий
многокомпонентных водно – солевых систем
методом трансляции. М., 1987, 28с. Деп. В
ВИНИТИ АН СССР 20.12.87 г, № 8990 – В87.
3. Солиев Л. Прогнозирование фазовых
равновесий в многокомпонентной системе
морского типа методом трансляци и (книга 1).
Душанб е. ТГПУ. 2000г, 247с.
4. Соли ев Л. Прогнозирование фазовых
равновесий в многокомпонентной системе
морского типа методом трансляции (книга 2).
Душанбе, «Шуљоиён». 2011г, 147с.
5. Горощенко Я.Г. Массцентрический метод
изображения многокомпонент ных систем. – Киев:
Наукова думка, 1982, 264 с .
6. Солиев Л. - Журнал неорганич еской химии
АН СССР, 1988, т.33, № 5, с.1305 -1310.
7 .Аносов В.Я., Озерова М.И., Фиалков Ю.Я.
Основы физико – химического анализа. М.: Наука,
1976, 503с.