Объемные изображения при исследовании фазовых равновесий в многокомпонентных солевых системах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат химических наук Айвазова, Майя Балакеримовна

• Айвазова, Майя Балакеримовна
• кандидат химических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат химических наук Айвазова, Майя Балакеримовна

Оглавление

Введение

Глава 1,0. Литературный обзор

1.1. Развитие теории и эксперимента физико-химического анализа с применением многомерной геометрии

1.2. Основы топологического анализа многокомпонентных систем

1.3. Объемные изображения многокомпонентных систем

1.4. Цели и задачи исследований

Глава 2.0. Методологическое и инструментальное обеспечение

исследований

2.1. Современные экспресс-методы исследования

многокомпонентных систем

2.2. Дифференциально-термический анализ

2.3. Визуально-политермический анализ

2.4. Рентгенофазовый анализ

Глава 3.0. Теоретический анализ и экспериментальное исследование

пятерной взаимной системы Ь1,Ма,Са,Ва"Р^04

3.1. Исходные вещества

3.2. Двойные системы

3.2.1. Система и2\¥04-Ва^04

3.2.2. Система 1л2Ш04-Са \У04

3.3. Тройные системы

3.3.1. Система ЦМа,Са,Ш04

3.3.2. Система и,Ш,В&/т04

3.3.3. Система иСа,Ва//Ж)4

3.4. Тройные взаимные системы

3.4.1. Система иВа//Р,¥/04

3.4.2. Система У, Са/7РД¥04

3.5. Четверные системы

3.5.1. Система иЖ-СаЗа^'Р,

3.5.2. Система иМа,Са,Ва/7^г04

3.6. Четверные взаимные системы

3.6.1. Система Ма,Са,Ва/"Т,^г04

3.6.2. Система иСа,Ва/УР,Ж>4

3.7. Система Ы2Р2-Ма2Р2-СаР2~ВаР2-Ва%г04

Выводы

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Объемные изображения при исследовании фазовых равновесий в многокомпонентных солевых системах»

ВВЕДЕНИЕ

Возрастающие потребности современной промышленности при исследовании многокомпонентных физико-химических систем, являющихся основой большинства природных и технологических объектов, требуют разработки новых и усовершенствование старых технологий их получения.

Методологической основой исследования многокомпонентных систем (МКС) является, созданный в нашей стране академиком 11.С.Куриаковым [1], физико-химический анализ, обладающий большими возможностями для удовлетворения запросов промышленности и народного хозяйства.

В области фазовых равновесий многокомпонентных солевых систем работы Н.С.Курнакова развиты его учениками и последователями: В.П.Радищевым, А.Г.Бергманом, Н.С.Домбровской, О.М.Перельман, И.НЛепешковым, В.И.Посыпайко, Г.А.Бухаловой, Н.К.Воскресенской, Е.А.Алексеевой, геометрами В.Н.Первиковой. А.Г.Краевой и другими советскими учеными.

Изучение МКС является сложной теоретической и экснерименталь-ной задачей. В связи с этим в настоящее время ведутся поиски путей и методов, позволяющих оптимизировать процесс исследования систем с большим числом компонентов.

Большинство методологических работ по физико-химическому анализу МКС посвящено различным приемам теоретического исследования геометрических моделей систем. . Эти работы позволили сузить в многомерных полиэдрах составов границы областей, подлежащих экспериментальному изучению.

По результатам исследований МКС разработаны методы прогнозирования объемов кристаллизации и положения нонвариантных точек, планирования эксперимента, развитая рациональных путей и методов исследования многокомпонентных взаимных систем с применением геометрических и физико-химических методов.

Проникновение идей и методов геометрии в химию дает качественно новый подход к обработке имеющихся исходных данных и представлению результатов исследования, а существующие методы термодинамического и топологического анализа позволяют выделить необходимые для экспериментального изучения элементы системы, что значительно упрощает исследования.

Одной из основных проблем физико-химического анализа является дальнейшее развитие методов планирования эксперимента, изображения результатов исследования и решение на их основе важнейших технологических задач.

Широкое применение рациональных методов исследования, а также наглядное представление результатов анализа сложных систем, значительно повышает эффективность физико-химического анализа, делает его современным, дает большой экономический эффект и способствует общему техническому прогрессу химии и технологии неорганических материалов.

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Айвазова, Майя Балакеримовна

ВЫВОДЫ

В результате проведенных экспериментально-теоретических исследований пятерной взаимной системы Ь1,Ма,Са,Ва//Р,¥\Ю4 можно сделать - следующие выводы:

1. Проведен критический анализ состояния, проблем и перспектив использования объемных изображений для решения теоретических и прикладных задач физико-химического анализа МКС.

2. Предложен метод объемного изображения диаграмм состояния тройных, тройных взаимных и изображение гиперобъемов составов четверных, четверных взаимных и пятикомпонентных систем.

3. Впервые, с привлечением комплекса современных методов физико-химическою анализа, экспериментально изучены 2 двойные (1л.Са/ЛУ04, иВа/Л¥04), 3 тройные (ЬШа,Са//\¥04, Ь1,Ма,Ва/Д¥04. и,Са,Ва/Д¥04), 2 трех» компонентные (1л2Р2-Сар2-Са\¥04, Iл2р2-Са\У04-Ва\¥04). 2 тройные взаимные Ш,Ва//Р,¥Ю4, Ь1,Са//РДУ04), 1 четверная (Ь1,Ма,Са,Ва/ЛАЮ4), 1 четверная взаимная (Ь1,Са,Ва//РЛ¥04), 2 пятикомпонентные (Ь12р2-Ма2р2-Сар2-Вз-Ва\¥04, Ма2р2-Вар2-СаР2-Вз-ВаЖ04) системы, входящие в пятерную взаимную систему О,На, Са, Ва/Я% "\¥04.

4. Полученные составы с температурами плавления 450 - 760 °С могут быть использованы как теплоэнергонакопи гели и рабочие материалы для химических источников тока.

5. Составы богатые вольфрамом перспективны для электрохимического выделения вольфрама. Реакции обмена во взаимных системах эффективны для синтеза тугоплавких вольфраматов, где фториды выполняют роль неорганических растворителей.

6. В работе показано, как на основании проведенных исследований по изучению фазового комплекса системы можно решать прикладные задачи по выявлению композиций с регламентируемыми свойствами, на базе объемных фигур изображающих диаграммы состояния и состава МКС.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Айвазова, Майя Балакеримовна, 1999 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Курнаков ИХ. Избранные труды, Т. 1-3 - M-JL: Изд. АН СССР, 1940,1961,1963.

2. Курнаков U.C.. Введение в физико-химический анализ-M.JÍ.i Издат.АН СССР, 1940-С. 156.

3. Jibbs J.W. Trans Connecticut Acad. // New. Haben - Bg. 111. - № 1. -S. 176-189.

4. Roozennboom B. Die heterogenen glechgewichite non Standpukte den Pha-senlehre..//J. Pius. Chem..- 1893. -№12,- S. 369-376.

5. Ianekre E, Die temaren Yleclige Wichte. // Z. An.org. Chem.-l 907. -Br.2 -

S. 358-360.

6. Федоров E.C. Химический тетраэдр в петрографии.// Изв. Рос. A1L-1918,- № 7.-С. 631-664.

7. Bocke Н.Е. Petrogr.,Geol./7 Sahrb. Mineral. -1916. - Br.2.- S. -109.

8. Scoute P.H. Mehrdimensionale Geometrie, // Leipzig. -1902.

9. Федоров E.G..// Изв. Рос. АН,-1918.- № 12.- С. 630.

10. Аносов В.Я.// Изв. СФХА.-1936.-Т. 9.-Вьш.5.

I L Лодочников В. // Изв. ИФХА.-1926.- Т.З.- Вып. 1.-С. 43.

12. Бочвар A.A.// Изв. АН СССР, ОТН,- 1944.-С. 851.

13. Радищев В.П.// Изв. СФХА.-1936. - Т. 9.-С. 203- 219.

14. Радищев В.П.// Изв. СФХА.-1938.-Т. 9.-Вып.11.-№ 5,15. Перельман Ф.М. Изображение химических систем с любым числом

компонентов. -М.: Наука, 1965. - 100 с.

16. Первикова В.Н. Автор, дис. канд. хим. наук -М.-1955.-17с.

17. Очеретный В.А. Плоские сечения взаимных систем //Журн. неорг. хим.-1961.- Т.6.- Вып. 10,- С. 2371-2373.

18. Петров Д.А.// Журн. неорг. хим.-1946.-Т.20.-С.1 Î61

19. Klemm Ii., Archiv F.// J. MetalL-1954.-T.2L-№7.-C.33.

20. Osborii P.P., Devries R.C., Gee K.H.// J. Metal. -1954. - T. 6. - №1 ,-С.ЗЗ.

21. Трунин A.C. Комплексная методология исследования МКС. Самара: Самарский гос. тех. университет, 197?.- С. 25.

22. Понтрягин Л.С. Основы комбинаторной топологии. Москва: Наука, главная редакция физ.- мат. наук, 1986.-С. 11.

23. Посыпайко В.И. Методы исследования МКС. М.: Наука,1978,- 225 с.

24. Дмитриенко Г.Е. Тетраэдры и их проекции в применении к исследованию многокомпонентных взаимных систем.: Авгореф. диее. канд.тех. наук-М., 1986.-20с.

25. Домбровская Н.С.// Изв. СФХАЛ966.-Т.1.

26. Бергман А.Г., Домбровская Н.С.// Журн. РФХО,-1929.-№61 .-С. 145.

27. Бергман А Т. /У Успехи химии,- 1936. - Вып. 5.-С. 1059.

28. Радищев В.П.. Многокомпонентные системы./7ИОНХ АН СССР, Изд. АН ВИНИТИ,™!973.

29. Радищев В.П.// Изв. СФХА.-1936. - № 9. -С. 203.

30. Радищев В.ИЛ Изв. АН СССР, отд. мат. и естес. наук.-1936.-Вып.1.-С.153.

31. Перельман Ф.М. Новый метод изображения многокомпонентных систем. : Дис. д-ра хим. наук,- М., 1950,- 275 с.

32. Перельман Ф.М. 7 Журн.неорг.хим.-1956.-Т. I.-C. 2416.

33. Перельман Ф.М. //Журн.неор.хим.-1953 - Т. З.-С. 1611.

34. Перельман Ф.М. Методы изображения МКС.М.: Изд. АН СССР, 1959.

35. Ф.М. Перельман. Изображение химических систем с любым числом компонентов. М.: Наука, 1956.

36. Бергман А.Г., Бухалова Г.А.. Топология комплексообразования и обменного разложения в тройных взаимных системах //АН СССР ИОНХ, 1947.-Ч. 1.

37. Гасаналиев A.M. Топология, обмен и комплексообразование в многокомпонентных взаимных солевых системах. Дис. докт. хим. наук.: Махачкала. - 1990. -423с. .

38. Краева А.Г., /Давыдова Д.С., Первикова В.Н.. Методы разбиения диаграмм состава многокомпонентных взаимных систем с комплексными

соединениями с применением графов и ЭВМ /7 Докл. АН СССР,- 1972.Т. 202,-№4,-С. 850-853.

39.1 аеаналиев A.M., Кошкаров Ж.А., Мохосоев М.В. Прогнозирование строения фазового комплекса многокомпонентных систем.// Докл. АН СССР.- 1989.- Т. 308.- № 4,- С. 889-893.

40. Каблуков И.А./7 ЖРФХО, часть хим..-1907.-№30.-С.914.; 1909,- №39.-С.121.

41. Трунил A.C., Космы л ил A.C. Проекционно-термографический метод исследования гетерогенных равновесий в конденсированных многокомпонентных системах. -Деп. ВИНИТИ.-№ 1372.-1977.- 68 с.

42. Трунил A.C. Физ.-хим. основы переработки минерального сырья Киргизии.: Тез. докл..- Фрунзе, 1975,- С. 127.

43. Берг Л.Г. Введение в термографию. - М.: Наука, 1969,- 369 с.

44. Трунил A.C., Проскуряков В .Д., Штер Г.Е.. Расчет многокомпонентных составов - Куйбышев, 1975.- 31 с.

45. Коробка Е.И. Упрощенный расчет навески компонентов при исследовании соляных систем методом плавкости при растворимости.// Изв. сект, физ.-хим. анализа,- 1955,- Т. 26,- С. 91-98.

46. Айвазова М.Б., Гаматаева Б.Ю., Гасаналиев A.M. Пятикомпонентная взаимная система Li,Na,Ca,Ba//F,W04.: Тез. докл. "Химики Сев. Кавказа- производству",- Махачкала.: 1996,- С.92.

47. Делимарский К).К.. Пути практического использования ионных расплавов. -В кн.: Ионные расплавы,- Киев, 1975. - Вып.З,- С. 3-22.

48. Трунил A.C., Туровский В.Б., Саркиеов А.Г.. Исследование тешгот плавления фазопереходлых материалов на основе фторидов щелочных металлов.: Тез. докл. У Всесоюзн. симпозиум по химии неорганических фторидов. М.: 1978.-С. 275.

49. Путилин IO.M., Романова А.Д., Милов А.И.. Взаимодействие компонентов в окисно-фторидных расплавах фтористого кальция с кремнеземом. /7 Ионные расплавы,- Киев,- 1976. - Вып. 4.- С. 79-83.

50. Присяжный В.Д., Кириллов С.А. Химические процессы в расплавленных солевых средах. // Ионные расплавы,- Киев.- 1975.- Вып. 3,-С. 82-90.

51. Справочник сварщика. /Под ред. В.В. Степанова. 2-ое изд., доп. и переработанное. -M.I Машиностроение, 1975 -430 с.

52. Айвазова М.Б., Б.Ю.Гаматаева, А.М.Гасаналиев. Обзор по граневым

элементам низшей размерности пятикомпонентной взаимной системы Li,Na,Ca,Ba//F,W04.- Махачкала.: Деп.в ВИНИТИ. - №2298 .-1996. -13с.

53. Ба работ кип А.Н.. Электрокристаллизация металлов из расплавленных солей. -М.: Наука, 1976. -С.279 .

54. Васько А.Т.. С.К. Ковач. Электрохимия тугоплавких металлов. -Киев, 1983. -С.160 .

55. Делимарский Ю.К., Зарубицкий О.Г.. Электролитическое рафинирование тяжелых металлов в ионных расплавах. -М.: Металлургия, 1975. -248 с.

56.10.lv. Делимарский. Пути практического использования ионных расплавов //Ионные расплавы-Киев.: Иаукова думка, 1975. - Вып. 3,-С. 3-22.

57. Сучков А.В.. Электролитическое рафинирование в расплавленных средах. -М.: Металлургия, 1970. -256 с.

58. Баймаков Ю.В., Ветюков М.М.. Электролиз расплавленных солей. М.: Металлургия, 1966. - 560 с.

59. Термические константы вещества. / Под ред. акад. В.П. Глушко. -М.: ВИНИТИ, 1981. - Вып. 10.- 300 с.

60. Термические константы вещества. / Под ред. акад. В.П. Глушко. -М.: ВИНИТИ, 1979. - Вып.11,- 574 с,

61. Справочник по плавкости систем из безводных неорганических солей. Двойные системы. / Под общей ред. Н.К. Воскресенской. -M.-JL: АН СССР, 1961. -Т. 1.-С. 845.

62. Диаграммы плавкости солевых систем. Двойные системы с общим катионом: Справочник / Под ред. В.И. Посыпайко, Е.А. Алексеевой, -М.: Металлургия, 1977,- 4.1. - С.670.

63. Матейко З.А., Бухалов Г.А./У Журн.неорг.хим.- 1957,- Т. 2.- С. 407.

64. Трунин A.C., Штер Г.Е., Космынин A.C. //Изв. вузов. Химия и химическая технология.- 1975-Т. 18,- № 9.- С. 1347.

65. Бухалова Г.А., Бережная В.Г. // ЖНХ,- 1957.-Т. 2.-С. 1408.

66. Roake W.E. H J. Electochem. Soc.- 1957. -V.104. - № И. - Р.661.

67. Deadmore D.E.. Machin J. S//J. Pliys. Chem.- 1960.-V. 64.- №6-P. 824.

68. Antin I.E., Murray P.//Silicates industry.- 1955,- V. 20,- № 87. - P. 293.

69. Бухалова Г.А./У Журн.неорг.хим..- 1959.- T. 4,-117 с.

70. Бухалова' В.Г., Бережная Г,А., Матейко 3.А..//Журн.неорг.хим..- 1962,Т, 7,-С. 2233.

71. Томбак М.И.. Демьянц Л.Н., Ланскер Э.Я..// Изв. АН СССР. Неорганические материалы.- 1967.- Т. 3,- С. 1055.

72. Крюкова H.A.. Коршунов И.А., Герасимов А.Ф..// Науч. труды по химии и химической технологии .1965,- Вып. 2,- №13. -С. 100.

73. Смирнова И.Н., Кисляков И.П. //Изв. АН. СССР. Неорганические материалы.- 1966. - Т. 1 .-Вып. 7,- С. 1162 .

74. Смирнова И.Н., Кисляков Й.П.. //Изв. АН СССР, Неорганические материалы,- 1968,- Т. 4,- № 6,- С. 1001.

75. Баранский В.Д.,. Волков H.H. Изв. Иркутск, с.-.х. ин-га,- 1958,-Вып. 8.-С. 116.

76. Дробашева Т.Н., Бергман А.Г.. Токман И.А.. У Журн.неорг.хим..- 1973.

-Т. 18,-С. 500.

77. Диаграмма плавкости солевых систем .Тройные системы: Справочник /Под ред. В.И. Посыпайко и Е.А. Алскееевой.-М.: Металлургия,- 1977,4.1. -С. 91.

78. Бухалова Г.А., Сулеймкулова К., Бостанджиян А.К../У Журн. неорг.

хим. .-1959,-Т.7 .- С. 1138 .

79. Бережная В.Т.. Бухалова Г.А..// Жури, неорг. хим. - 1959. -Т. 4,-С. 2600.

80. Бережная В.Т., Бухалова Г,А..// Журн. неорг. хим. - 1957,- Т. 2,-С. 1408.

81. Бережная В.Т., Бухалова Г.А., Бергман А.Г../7 Журн. неорг. хим. -1961.-Т. 6,- С,- 2359.

82. Трунин A.C., Мифтахов Т.Т. Термический анализ системы Na2W04-Ca2W04- BaW04 /У Журн. неорг. хим.- 1978,- Т.23,- Вып. 4.

С. 1069-1071.

83. Ларина P.A. и др. // Журн. неорг. хим. -1972.- Т. 17,- С.563 .

84. Трунин A.C., Мифтахов Т.Т.. Термический анализ системы Na,Ca//F,W04 . Тез. докл.: У всесоюз. совещ. по физ.-химии анализу. -М., 1976. -С. 23.

85. Милов С.Н., Колосов Н.Е., Гаркушин И.К. Тез. докл.: Актуал.пробл. совр. хим.- Куйбышев, 1988.

86. Штер P.E. Исследование химического взаимодействия в пяти ком по-нентной взаимной системе из солей Na,K,Ba//F,MQ4, W04 конверсионным методом: дис. канд. хим. наук,- М.:- С.71.

87. Космынин A.C.. Протекционно-термографический метод исследования гетерогенных равновесий в конденсированных многокомпонентных системах.: Автореф. дис. канд. хим. наук,- М.: ЙОНХ, 1977.- С. 15.

88. Диаграмма плавкости солевых-систем. Многокомпонентные системы /Под ред В.И. Посыпайко, P.A. Алексеевой. -М.: Химия, 1977. - С.215

89. Верещанина В.И., Гонтарь К.В., Золотарева Л.В../7 Журн. неорг. хим.-1972,- Т. 17.-С. 1465.

90. Гасаналиев А.М.. Вердиев H.H., Трунин A.C., Рахманова Г. Р.. Система Na. К, Ва/Р. WO,, ,7 Журн. неорг. хим.- 1986.-№ 2. - С. 524.