книги / Физико-химические исследования соляных систем

Т а б л и ц а 34

В табл. 36 приведены четыре раствора, содержащие одновре­ менно три соли и насыщенные либо NaCl (№№ 1—2), либо КС1

Р и с .34. Взаимная растворимость и нзоконцентраты в системе NaCl—KCl—MgCl2—НаО при 25°.

Обозначения: О —ГИПХ [4, стр. 57—64); X — Файт и Пжибнлла [3, стр. 85—SS].

(№№ 3—4) при 25°. Составы конечных растворов по хлору, рассчитанные по методу автора и экспериментально найденные Л. Л. Эзрохи, хорошо согласуются между собою.

Система NaCl — КС1 — СаС1г — Н2О

По этой четырехкомпонентной системе имеются опытные дан­ ные Лукьяновой и Шойхета [20] и б. Соляной лаборатории АН

СССР [15].

133

Т а б л и ц а 36

Растворимость отдельных солей в системе NaCl—KCl—MgCl2—Н20 при 25°

Обозначения: X 70°, О 100°—ГИПХ [4, стр. 57—64], — —экстраполированные на 100° данные Файта и Пжибиллы [3, стр. 85—88).

При построении изотерм взаимных растворимостей NaCl и КС1 на диаграмме Гиббса — Роозебума в качестве исходных ма­ териалов послужили: 1) по системе NaCl — СаСЬ — НгО данные Камерона, Белла и Робинзона [1, стр. 53], Мильса и Вельса [2, стр. 642] при 25° и Лукьяновой и Шойхета [20] при 100°; 2) по си­

134

На рис. 36 представлены результаты графического определе* ния-линий взаимных растворимостей NaCl и КС1 в растворах СаС12 при 25 и 100°.

Теоретическая кривая при 25° хорошо согласуется с опытными данными, чего, однако, нельзя сказать про изотерму в 100°. В по­ следнем случае при содержании около 60—70% СаС12 в растворе наблюдается повышенный изгиб в теоретической кривой, постро­ енной по трехкомпонентным системам, экспериментально изучен­ ным Лукьяновой и Шойхетом [20].

Как выше уже отмечалось, приведенные у названных авторов экспериментальные данные для системы КС1 — СаС12 — Н20 при

135

ментальная проверка названной системы, произведенная авто­ ром [14], дала иные результаты. На рис. 36 пунктиром показано положение линии совместной растворимости. NaCl и КС1 в четы­

высаливания NaCl при смешении растворов, содержащих NaCl, КС1 и СаС12, был посвящен специальный сборник Трудов б. Со­ ляной лаборатории АН СССР «Новые пути и методы получения поваренной соли» [151].

Наш метод расчета растворимостей позволяет предугадывать выход соли при различных соотношениях сливаемых растворов. Остановимся на расчете выходов NaCl при смешении двух тех­

136

КСЮз и CaS04 с отличными от NaCl ионами исключаются иэ

рассмотрения (они не уменьшают растворимость NaCl, а лишь немного увеличивают ее).

Теперь находим, при каком значении х наш смешанный рас»

твор будет насыщен NaCl. Подбираем это значение.

а = 0,636, которой соответствуют следующие составы трехкомпо­

Полученное таким путем содержание NaCl (6,24%) ниже ис­ ходного (6,66%). Следовательно Х\ было взято ниже искомого.

Положим теперь х 2 = 7,5, для которого NaCl = 6,28%, КС1 =

= 1,72% и СаСЬ = 23,11 %. Для данного состава раствора ак­ тивность воды а = 0,641, которой соответствуют такие составы трехкомпонентных растворов, насыщенных NaCl:

В итоге имеем такие отклонения в концентрациях NaGl:

при Xj = 7,0 A NaCl = 6,24—6,66 = —0,42,

при * 2 я= 7,5 A NaCl = 6,45— 6,28 = + 0,17 .

Поэтому искомую промежуточную величину высаливания * можно определить, так:

При определении объемных соотношений растворов NaCl и СаС12, при которых только начинается высаливание NaCl, имеем

В остальном поступаем так же, как в предыдущем случае. Результаты всех произведенных расчетов представлены

в табл. 38 и на рис. 37.

137

Т а б л и ц а 38

Сводные данные по расчету выходов NaCl при смешении техни ческих растворов NaCl и СаС12 при t° = 25°

в табл. 12 объемные доли, отнесенные к растворам NaCl, надо приписать растворам СаСЬ и наоборот. За такую перестановку говорит не только большее соответствие между вычисленными и опытными данными, но и расположение точек на соответствую­ щей фигуре 3 [15]. Кроме того на этой фигуре произведена не­ правильная экстраполяция кривой высаливания к исходным со­ ставам смешиваемых растворов. На самом деле появлению NaCl в твердой фазе отвечают точки, лежащие только в интервале 7—97% раствора СаС1г (см. рис. 37).

Из рис. 37^ видно, что вычисленные выходы NaCl в средней части диаграммы получились выше экспериментальных, особенно на участке смесей, богатых СаСЬ и содержащих КСЮз (см. табл. 37). Положительные отклонения в 0,4—0,5 г можно

также неточности химического анализа. Однако, для технических целей совершенно достаточны и наши приближенные расчеты.

138

Си стем а N aC l — NI12 C O 3 — N a 2S 0 4 — H20

Впредыдущих четырехкомпонентных системах электролиты

Рис. 37. Выход NaCl при смешении технических растворов NaCl и СаС1« при 25°.

Обозначения: О —экспериментальные данные [15]; Ф — вычисленные значения.

растворимости были приняты только первые две температуры, так как при более высоких температурах образуется беркеит — твердая фаза переменного состава. Поле последнего нельзя опре­ делить с помощью лишь одних изотерм трехкомпонентных си­ стем. Поэтому беркеит мы исключили из рассмотрения.

В качестве исходных данных для теоретических построений

.ные Каспари [1, стр. 1417] при 15°, Макарова и Ваксберга [1,

139

стр. 232—3] при 0° и вспомогательные данные -Курнакова и Мазель [1, стр. 222] при 25°.

Результаты графических построений представлены на рис. 38. Согласие между экспериментальными и теоретическими значе-т ниями следует признать хорошим. Единственное существенное несоответствие между ними наблюдается только для линии со-

поа

Рис. 38. Растворимость в системе NaCl— Na2C 0 3— N a2S 0 4— Н20 при 0 и 15°.

вместной кристаллизации NaCl и Na2C 03 • ЮН20 вплоть до эвтонической точки при t = 0°. Следует, однако, отметить, что поло­ жение нашей построенной линии строго закреплено постоянством отношения на сторонах треугольника Na2C 0 3 к Na2SC>4 и осо­

бенно Na-гСОз к NaCl для широкого интервала активностей воды растворов, насыщенных' содой. Кроме того, линия, построенная при 0°, аналогична построенной и экспериментальной линии при 15°, а также подтверждается направлением линии совместной кристаллизации Na2C 0 3 • 10Н2О и NaCl в следующей системе на рис. 39.

140