Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Карбонизация в аммиачно-содовом процессе физико-химический анализ, экспериментальные данные, статистика. Монография
.pdf
H2O
% мас.
NaCl
NaHCO
3
NaCl
H2O
% мас.
NaCl
NaHCO
3
NaHCO
0 20 40 60 80 100
3
NaHCO
+
NaCl
3
Рис. 2.5. Проекция изотермы растворимости системы
NaCl – NaHCO3 – H2O при 15°С
NaCl
NaHCO
0 20 40 60 80 100
3
NaHCO
+
NaCl
3
Рис. 2.6. Проекция изотермы растворимости системы
NaCl – NaHCO3 – H2O при 20°С
31
H2O
% мас.
NaCl
NaHCO
3
H2O
% м ас.
N a C l
NaH C O
3
NaCl
NaHCO
0 20 40 60 80 100
Рис. 2.7. Проекция изотермы растворимости системы
NaCl – NaHCO3 – H2O при 25°С
3
NaHCO
+
NaCl
3
N aCl
N aHCO
0 20 4 0 6 0 8 0 1 0 0
Рис. 2.8. Проекция изотермы растворимости системы
NaCl – NaHCO3 – H2O при 30°С
3
N aH CO3+ N a C l
32
Растворимость в системе NН4Сl – NН4НСО3 – Н2О
H2O
% мас.
NH4Cl
NH4HCO
3
NH4Cl + NH
HCO
№
Темпе-
п/п
ратура,
1 15 1.069
2 1.067
3 1.088
4 1.055
5 1.064
6 1.073
7 20 1.079
8 1.086
9 1.090
10 1.080
11 1.088
12 1.047
13
14 1.088
15 1.097
16 1.087
17 1.070
18 1.081
19 1.073
20
21 1.105
22 1.089
23 1.083
24 1.087
25 1.082
С
25 1.066
30 1.079
Плотность,
г/мл NH4Cl NH4HCO3 (NH4)2CO3 H2O
Таблица 2.3
при различных температурах
Состав насыщенного раствора, % мас.
26.4 - - 73.6 NH4Cl
25.1 2.9 72.0 -»-
24.5 4.1 1.1 70.3 NH4Cl+NH4HCO3
18.3 5.7 1.9 74.1 NH4HCO3
9.3 8.5 1.3 80.9 -»-
- 12.4 4.1 83.5 -»-
27.5 - - 72.5 NH4Cl
26.4 2.9 0.0 70.7 -»-
25.4 2.8 2.0 69.8 NH4Cl+NH4HCO3
17.9 6.2 1.1 74.8 NH4HCO3
9.0 8.2 3.3 79.5 -»-
- 14.0 2.9 83.1 -»-
28.4 - - 71.6 NH4Cl
27.0 4.0 0.0 69.0 -»-
25.8 4.8 1.6 67.8 NH4Cl+NH4HCO3
19.7 5.9 1.8 72.6 NH4HCO3
12.6 7.4 3.0 77.0 -»-
6.9 9.8 5.0 78.3 -»-
- 14.3 4.7 81.0 -»-
29.7 - - 70.3 NH4Cl
25.9 4.4 4.9 64.8 NH4Cl+NH4HCO3
19.5 6.3 3.2 71.0 NH4HCO3
11.2 7.4 5.3 76.1 -»-
6.5 11.5 5.1 76.9 -»-
- 14.0 9.5 76.5 -»-
Донная фаза
NH4Cl
NH4HCO
0 20 40 60 80 100
3
4
3
Рис. 2.9. Проекция изотермы растворимости системы
NН4Сl – NН4НСО3 – Н2О при 15°С
33
100
H2O
% мас.
NH
4ClNH
4
HCO
3
NH4Cl + NH
4
HCO
3
NH4Cl
H2O
% мас.
NH
4ClNH
4
HCO
3
NH4Cl + NH
HCO
NH4HCO
0 20 40 60 80
Рис. 2.10. Проекция изотермы растворимости системы
NН4Сl – NН4НСО3 – Н2О при 20°С
3
NH4Cl
NH4HCO
0 20 40 60 80 100
Рис. 2.11. Проекция изотермы растворимости системы
NН4Сl – NН4НСО3 – Н2О при 25°С
3
4
3
34
H2O
% мас.
NH
4ClNH
4
HCO
3
NH4Cl + NH
4
HCO
3
NH4Cl
NH4HCO
0 20 40 60 80 100
Рис. 2.12. Проекция изотермы растворимости системы
NН4Сl – NН4НСО3 – Н2О при 30°С
2.6.7. Система NaCl – NH4Cl – H2O
3
Растворимость в данной системе хорошо описана в литературе при всех
интересующих нас температурах [50, 51]. Все изотермы растворимости имеют
простой эвтонический тип. Данные о составах эвтонических растворов, полученные нами, приведены в табл. 2.6.
2.6.8. Система NH4Cl – NaHCO3 – H2O
Система является диагональным разрезом четверной взаимной системы,
составленной ионами натрия, аммония, хлора, гидрокарбонат-ионами и водой,
по стабильной паре солей. Данных о растворимости в системе в доступной нам
литературе не обнаружено.
Исследование системы позволяет ответить на вопрос о стабильном характере диагонального разреза системы и имеет большое прикладное значение,
так как позволяет рассчитывать равновесный коэффициент использования иона
натрия при получении гидрокарбоната натрия со стехиометрическим соотношением исходных компонентов и различных способах синтеза. Позволяет, например, утверждать, что при использовании хлорида натрия, загрязнённого хлоридом аммония, равновесный коэффициент использования иона натрия незначительно возрастает, а не уменьшается. Данные о растворимости в системе при
15, 20, 25 и 30°С изображены в виде комбинированной проекции на рис. 2.17-
2.20 и приведены в табл. 2.4.
35
H2O
% мас.
NH
4
HCO
3
NaHCO
+ NH
HCO
NaHCO
3
NaHCO
H2O
% мас.
3
3
NaHCO
3
3
NH4HCO
3
3
0 20 40 60 80 100
4
3
Рис. 2.13. Проекция изотермы растворимости системы
NaНCO3 – NН4НСО3 – Н2О при 15°С
NaHCO
3
NH4HCO
3
NaHCO3 + NH4HCO
0 20 40 60 80 100
NH4HCO
Рис. 2.14. Проекция изотермы растворимости системы
NaНCO3 – NН4НСО3 – Н2О при 20°С
36
H2O
% мас.
NH
4
HCO
3
NaHCO
+ NH
HCO
NaHCO
3
NaHCO
H2O
% мас.
NH
4
HCO
3
NaHCO
+ NH
HCO
NaHCO
3
3
NH4HCO
3
3
0 20 40 60 80 100
4
3
Рис. 2.15. Проекция изотермы растворимости системы
NaНCO3 – NН4НСО3 – Н2О при 25°С
NaHCO
3
NH4HCO
3
3
0 20 40 60 80 100
4
3
Рис. 2.16. Проекция изотермы растворимости системы
NaНCO3 – NН4НСО3 – Н2О при 30°С
37
Cl
Cl
H2O
R
NaHCO
NaHCO3+NH4HCO
3
3
1
1
P
2
NH4HCO
R
2
3
NH4Cl+NH4HCO
3
L
P
P'
NH4Cl
N
NaHCO3 + NH4HCO3 + NH4Cl
M
0 20 40 60 80 100
NaHCO
3
% мас.
NH
4
Рис. 2.17. Комбинированная проекция изотермы растворимости системы
NaНСО3 – NН4Сl – Н2О при 15°С
H2O
R
NaHCO
3
1
L
NH4HCO
3
NaHCO3+NH4HCO
3
P
1
P'
NH4Cl+NH4HCO
R
P
2
2
3
NH4Cl
N
NaHCO3 + NH4HCO3 + NH4Cl
M
0 20 40 60 80 100
NaHCO
3
% мас.
NH
4
Рис. 2.18. Комбинированная проекция изотермы растворимости системы
NaНСО3 – NН4Сl – Н2О при 20°С
38
NaHCO
H2O
R
3
1
L
NaHCO3+NH4HCO
0 20 40 60 80 100
NaHCO
3
3
R
2
P
1
P'
N
NaHCO3 + NH4HCO3 + NH4Cl
M
% мас.
NH4Cl
NH4Cl
Рис. 2.19. Комбинированная проекция изотермы растворимости системы
NaНСО3 – NН4Сl – Н2О при 25°С
H2O
NaHCO
NaHCO3+NH4HCO
3
R
1
L
3
P
R
1
2
NH4Cl
P'
N
NaHCO3 + NH4HCO3 + NH4Cl
0 20 40 60 80 100
NaHCO
3
M
% мас.
NH4Cl
Рис. 2.20. Комбинированная проекция изотермы растворимости системы
NaНСО3 – NН4Сl – Н2О при 30°С
39
Таблица 2.4
Растворимость в системе NaНCO3-NН4НСО3-Н2О при различных температурах
№
Темпе-
п/п
ратура,
C
1 15 1.057
2 1.059
3 1.076
4 1.077
5 1.088
6 1.074
7 20 1.051
8 1.064
9 1.077
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25 1.064
30 1.061
Плот-
ность,
г/мл NaHCO3 Na2CO3 NH4HCO3 (NH4)2CO3 H2O
1.088
1.085
1.049
1.070
1.078
1.093
1.124
1.073
1.070
1.080
1.097
1.114
1.082
Состав насыщенного раствора, % мас.
8.1 0.0 - - 91.9
5.7 - 3.7 0.7 89.9
6.0 - 8.1 1.4 84.5
4.4 - 11.2 2.2 82.2 NaHCO3+
4.3 - 10.5 1.6 83.6
- - 12.4 4.1 83.5
8.2 0.4 - - 91.4
6.6 0.0 4.0 0.8 88.6
6.0 0.0 6.7 1.6 85.7
5.2 0.0 9.9 1.8 83.1
4.6 0.0 10.6 3.9 80.9 NaHCO3+
- - 14.0 2.9 83.1
8.8 0.4 - - 90.8
7.3 - 3.6 1.1 88.0
6.5 - 7.1 1.7 84.7
5.5 - 9.5 3.6 81.4
5.6 - 10.0 7.0 77.4 NaHCO3+
- - 14.3 4.7 81.0
8.1 1.1 - - 90.8
9.1 0.0 3.7 1.1 86.1
7.4 0.0 6.7 1.8 84.1
7.3 0.0 8.4 3.6 80.7
5.7 0.0 10.4 6.4 77.5 NaHCO3+
- - 14.0 9.5 76.5
Донная
фаза
NaHCO3
-»-
-»-
NH4HCO3
NH4HCO3
-»-
NaHCO3
-»-
-»-
-»-
NH4HCO3
NH4HCO3
NaHCO3
-»-
-»-
-»-
NH4HCO3
NH4HCO3
NaHCO3
-»-
-»-
-»-
NH4HCO3
NH4HCO3
Важно отметить, что на всех изотермах растворимости системы NH4Cl –
NaHCO3 – H2O при 15, 20, 25 и 30°С, выявлены посторонние фазовые области.
Данный факт свидетельствует о нестабильном характере диагонали при всех
температурах исследований. Кроме того, составы насыщенных растворов, образующихся из исходных реакционных смесей, лежащих в посторонних фазовых
областях, не могут быть определены графически на данной диаграмме, так как
эти растворы находятся вне плоскости данной системы. Для таких исходных реакционных смесей, используя диаграмму растворимости, можно прогнозировать лишь состав твёрдой фазы.
К посторонним фазовым областям относятся: поле кристаллизации гидрокарбоната аммония; поле совместной кристаллизации гидрокарбонатов аммония и натрия; поле совместной кристаллизации хлорида и гидрокарбоната
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]