ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пути кристаллизации в квадратной диаграмме при изотермическом испарении из "Технология минеральных удобрений Издание 6" Зная ионный состав системы, можно определить и ее условный солевой состав. [c.106] Так как общее число молей всех солей, входящих в систему, равно количеству катионов или анионов (100 %), то проще всего выразить солевой состав в индексах Иенеке, т. е. в молях каждой соли на 100 моль суммы солей (в молярных долях, %, солевого состава системы). Допустим, что 6 х. Тогда можно условно связать 6 % иона В с 6 % иона X — получим 6 % соли ВХ оставшиеся (х—Ь) % X связываем с равной долей (с—у) % С — получим (х—6) или (с—у) % СХ оставшуюся долю С, равную с — (с—у) = у %, связываем су% У — получим у % СУ. В результате состав системы условно выразится молярными долями трех солей Ь % ВХ, с у) % СХ и г/ % Y. В том случае, когда Ь х, состав выразится так х % ВХ, с % СУ и (у—с) % ВУ. [c.106] Поясним это пя числовом примере. Пусть в системе содержится 60 % ка-тпопа В и 40 % катиона С 70 % амиона X и 30 % аииона У. Связав 60 % иона В с 60 % иона X, получим 60 % соли ВХ, причем останется 70 — 60 = 10 % X, которые могут быть связаны с 10 % С — получится 10 % СХ и останется 40 — — 10 = 30 % С, которые с 30 % V дадут 30 % СУ. Состав системы будет 60%ВХ, 10%СХ и 30 % СУ. [c.107] Точка этой системы находится внутри треугольника ВХ—СХ СУ. Однако этот состав является условным, так как эта же точка расположена и внутри другого треугольника ВХ—СХ—ВУ. Следовательно, состав системы может быть выражен и этими тремя солями. Связав 30 % В и 30 % У и выполнив подсчет, аналогичный предыдущему, получим состав системы 30 % ВУ, 30 % ВХ и 40 % СХ. Других вариантов нет. Любой из этих составов однозначно определяет положение точки системы па диаграмме. [c.107] Фигуративную точку системы можно найти на диаграмме не только по заданному ионному составу, но и непосредственно по солевому составу, пользуясь правилом соединительной прямой и правилом рычага. Если солевой состав задан молярными долями (в %) трех солей а ВХ, р СУ и у СХ, то можно разбить систему на две части — (а + Р) смеси ВХ и СУ и у СХ, Точка к смеси ВХ и СУ лежит па диагонали квадрата, соединяющей точки этих солей (рис. 3.42), на расстояниях от концов диагонали, обратно пропорциональных величинам с и р. Искомая точка т системы, состоящей из двух частей — /г и СХ, лежит на прямой, соединяющей точки к и СХ, на расстояниях от этих точек, обратно пропорциональных величинам (а -)- Р) и 7. [c.107] Для нахождения этой -ке точки т по ионному составу вычисляем его по задатюму солевому составу. Так как сумма катионов, равная сумме анионов, принята за 100 %, то ионный состав будет таким 30 % В и 70 % С 50 % X и 50 % У, Определив по этим числам место точки т на рис. 3.42, обнаружим, что она совпадает с точкой, найденной по солевому составу. [c.107] При отсутствии в системе гидратов, двойных солей и твердых растворов в квадратной диаграмме имеются четыре поля кристаллизации, в каждом из которых раствор насыщен одной из четырех солей. Эти поля могут соприкасаться между собой различным образом, в зависимости от свойств системы и условий, в которых она находится. В качестве примера на рис. 3.43 приведены квадратные диаграммы одной и той же взаимной системы солей при разных температурах. В случае I эвтоническая линия ЕуЕч,, являющаяся границей соприкосновения полей кристаллизации солей ВУ и СХ, пересекается диагональю ВУ—СХ. Это характеризует стабильность при данной температуре именно этих солей диагональ, пересекающую эвтоническую линию Е Е , называют стабильной диагональю. [c.108] В случае II вследствие изменения температуры эвтоника передвинулась до стабильной диагонали, а при дальнейшем изменении температуры оказалась внутри не соответствующего ей треугольника BY— Y— X, т. е. превратилась в инконгруэнтную точку Pi (случай III). Случай II соответствует температуре одной из границ интервала превращения. В случае III температура системы находится внутри интервала превращения — точка Р является точкой превращения, в которой при изотермическом испарении происходит растворение ранее выпавшей соли ВХ и кристаллизация солей BY и СХ. В случае IV обе тройные точки слились в одну точку Е, являющуюся точкой инверсии. В ней соприкасаются поля кристаллизации всех четырех солей взаимной системы, т. е. раствор находится в равновесии с четырьмя твердыми фазами. Одновременная кристаллизация из раствора всех четырех солей может происходить только при температуре, отвечающей точке инверсии. При дальнейшем изменении температуры на диаграмме вновь появляются две тройные точки (случаи V и VI), однако в случае VI стабильной парой солей будут уже две другие соли — ВХ и СУ. [c.109] В осадках, находящихся в равновесии с раствором, одновременно могут присутствовать лишь твердые фазы, поля которых на диаграмме соприкасаются. Так, в равновесии с раствором при 25 С не может находиться смесь твердых солей K2SO4 и Na l или КС1 и Na2S04 и т. п. [c.110] Рассмотрим сначала один из простых случаев — кристаллизация при отсутствии в системе кристаллогидратов, двойных или тройных солей и твердых растворов и при условии, что обе тройные точки конгруэнтные (рис. 3.45). Если начальный состав солевой массы ненасыщенного раствора характеризуется точкой т, то при изотермическом испарении воды положение этой точки на диаграмме не изменится, пока раствор не станет насыщенным солью СХ (точка т — в поле кристаллизации СХ). При дальнейшем испарении воды будет кристаллизоваться соль СХ и точка солевой массы раствора будет перемещаться вдоль прямого луча кристаллизации СХ — m по отрезку тгпг. В точке mj раствор станет насыщенным двумя солями — СХ и ВХ, и при дальнейшем удалении воды будут кристаллизоваться обе эти соли, а точка солевой массы раствора будет перемещаться по линии гпуЕ одновременно состав осадка будет изменяться вдоль отрезка СХ—S. Когда раствор окажется эвтоническим и точкой его солевой массы будет состав осадка изобразится точкой s, так как точка солевой массы системы m и точки солевых масс раствора i и осадка s всегда находятся на одной прямой. [c.110] При дальнейшем испарении воды из эвтонического раствора El, насыщенного тремя солями — СХ, ВХ и BY, будут одновременно кристаллизоваться эти три соли в таком же соотношении, в каком они находятся в растворе. Поэтому состав раствора не будет больше изменяться до конца кристаллизации, т. е. до полного удаления воды из системы. Состав же осадка будет изменяться от S до m — в конце кристаллизации точка состава осадка совпадает с точкой солевой массы системы т. [c.110] Состав солевой массы раствора, изображаемый точкой Ру, должен оставаться неизменным, и поэтому состав кристаллизующегося здесь осадка должен совпадать с составом солевой массы раствора, т. е. также изображаться точкой Р . Но эта точка лежит за пределами треугольника СХ—ВХ—В У, в вершинах которого находятся точки солей, образующих осадок, и поэтому раствор Рх не может быть составлен из этих солей. При взаимодействии же кристаллов ВХ с находящимися в растворе ионами соли СУ соотношение между ионами в жидкой фазе сохраняется неизменным. [c.111] по мере перехода из осадка в раствор соли ВХ точка солевого состава раствора остается неизменно в Д, а точка состава осадка движется по отрезку Точка к находится на диагонали СХ—ВУ, и по достижении ее осадок будет состоять только из этих двух солей, соль же ВХ полностью растворится. При дальнейшем испарении воды будет продолжаться кристаллизация солей СХ и ВУ, а состав солевой массы раствора будет перемещаться из точки Р1 по линии РуЕ к эвтонической точке Е . Состав осадка при этом будет перемещаться по отрезку кг. По достижении точки 2 раствор окажется насыщенным тремя солями — СХ, ВУ и СУ, которые и будут кристаллизоваться до полного его высыхания. На этом последнем этапе состав осадка будет изменяться по отрезку гт и в точке т совпадет с составом солевой массы затвердевшей системы. [c.111] Аналогично пойдет процесс кристаллизации и при изотермическом испарении воды из раствора, начальная точка состава которого п будет лежат по другую сторону диагонали СХ—BY. Однако в этом случае процесс испарения закончится в точке Pj, и система полностью затвердеет раньше, чем прекратится растворение выкристаллизовавшейся соли ВХ. Затвердевшая система будет состоять из трех солей СХ, ВХ и BY, образующих треугольник, внутри которого находится точка п. [c.112] Вернуться к основной статье