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五元体系Li~+,Na~+,K~+//CO_3~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O288K稳定及介稳相平衡研究

桑世华  
【摘要】: 采用等温溶解平衡法研究了五元体系Li~+,Na~+,K~+∥CO_3~(2-),B_4O_7~(2-)—H_2O及其九个三元子体系、五个四元子体系288K相平衡关系;采用等温蒸发的方法研究了该五元体系288K介稳相平衡关系。测定了上述各体系288K平衡液相中各组份的溶解度及主要物化性质(密度,pH及电导率);绘制了三元子体系的相图,物化性质—组成图;绘制了四元子体系的干盐图及相应的水图;完成了该五元体系稳定及介稳平衡体系为Li_2CO_3饱和的投影相图,水含量图。 在所研究的三元子体系Na_2CO_3—K_2CO_3—H_2O 288K相图中发现,钾钠复盐为NaKCO_3·6H_2O,与298K时该三元体系相图相比,Na_2CO_3·7H_2O相区在288K时消失;其它三元子体系均为简单共饱和型,无复盐及固溶体形成;Na_2B_4O_7—K_2B_4O_7—H_2O 288K三元体系中发现K_2B_4O_7对Na_2B_4O_7有明显增溶作用,该增溶作用在K_2B_4O_7—Na_2B_4O_7—K_2B_4O_7—H_2O四元体系288K相平衡中也存在;而在含K_2CO_3的三元子体系及四元子体系中发现K_2CO_3对其它盐具有强烈的盐析作用;由于K_2CO_3浓度大,对平衡液相中物化性质影响巨大,使液相呈明显碱性,且使溶液电导率的变化曲线出现抛物线型。 四元子体系相图中,Li~+,Na~+,K~+∥CO_3~(2-)—H_2O及Na~+,K~+∥CO_3~(2-),B_4O_7~(2-)—H_2O体系中均出现了NaKCO_3·6H_2O的相区,而其他四元子体系均为简单共饱和型,仍未发现Na_2CO_3·7H_2O存在相区。 五元体系Li~+,Na~+,K~+∥CO_3~(2-),B_4O_7~(2-)—H_2O 288K稳定相图中,有六个Li_2CO_3饱和的结晶区:K_2CO_3·3/2H_2O,K_2B_4O_7、·4H_2O,Na_2CO_3·10H_2O,Na_2B_4O_7·10H_2O,NaKCO_3·6H_2O及Li_2B_4O_7·3H_2O;九条单变度曲线及四个 无变度点。 五元体系 Li+,N才,义 // CO/,B。O7‘二q大O 288K介稳相图中六个为 LiZCO3 所饱和的结晶区分别为:KZCO3·3/2H2O,NazCO3·10H。O,及复盐 NaKCO3·6HZO,而硼酸盐却分别以 LiZBZO4·16HZO,NazBZO。·SHZO及 KZB4O7巧 形式存在;比较该五元体系稳定及介稳相图发现:碳酸盐平衡固 相一致,而硼酸钠及硼酸理由四硼酸盐转化为二硼酸盐,硼酸钾则以 K贞。O/SH刃形式存在;在介稳相图中,N3人O3门。O结晶区较稳定相图 明显增大,由此可见,介稳条件下有利于 NazCOs·10HZO的析出。 用288K时二元及三元体系的溶解度数据,运用多元线性回归的方法拟合了 PitZer方程中288K时该五元体系所涉及各盐的单盐参数及混合参数;计算出了 各盐288K时溶解平衡常数,运用PitZer方程对四元及五元稳定体系相平衡进行 了理论模拟,计算结果基本令人满意。并就PitZer方程对上述体系的预测结果 做了相应的分析与讨论。


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