Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


Для цитирования:

Бурчаков А. В., Гаркушин И. К., Дворянова Е. М., Емельянова У. А., Замалдинова А. И., Чугунова М. В. Описание и исследование химического взаимодействия в системе Li+,Na+||F- ,Cl- ,Вг // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024. Т. 24, вып. 2. С. 144-152. DOI: 10.18500/1816-9775-2024-24-2-144-152, EDN: IRNGCW

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 40)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
544.1+544.015.3+544.018.4
EDN: 
IRNGCW

Описание и исследование химического взаимодействия в системе Li+,Na+||F- ,Cl- ,Вг

Авторы: 
Бурчаков Александр Владимирович, Самарский государственный технический университет
Гаркушин Иван Кириллович, Самарский государственный технический университет
Дворянова Екатерина Михайловна, Самарский государственный технический университет
Емельянова Ульяна Александровна, Самарский государственный технический университет
Замалдинова Алена Игоревна, Самарский государственный технический университет
Аннотация: 

Применение расплавов в различных областях промышленности и научных исследованиях основано на изучении свойств расплавов и химических процессов, протекающих в них. В современной технике и технологии значительное количество процессов связано с применением смесей галогенидов лития, натрия в качестве смесей, аккумулирующих тепло, в качестве электролитов для среднетемпературных химических источников тока. Интерес к исследованию с участием таких систем непрерывно возрастает. Рассчитаны тепловые эффекты реакций обмена и энергии Гиббса в тройных взаимных системах четырехкомпонентной взаимной системы Li+ ,Na+ ||F- ,Cl- ,Вг- , а также для смеси, отвечающей центральной точке линии конверсии. Линия конверсии получается в результате пересечения нестабильного и стабильного треугольников. В соответствии с данными расчетов показано, что линии конверсии в остове составов пересекаются в точке конверсии К3 с максимальным тепловым эффектом реакции, равным сумме тепловых эффектов реакций (а также энергий Гиббса) для смесей, отвечающих точкам конверсии К1 и К2. Для подтверждения стабильности треугольника LiF-NaCl-NaBr, связывающего стабильный тетраэдр LiF-NaCl-NaBr-NaF и стабильный пентатоп LiF-LiCl-LiBr-NaCl-NaBr, изучено взаимодействие исходной смеси порошков 50 мол.% NaF+25 мол.% LiCl+25 мол.% LiBr методом термогравиметрии. Проведено отнесение температур фазовых переходов на кривой нагревания смеси. При нагревании со скоростью 20 К/мин экзотермический эффект начинается с 463 °С и завершается при 504 °С. Для стабильного треугольника показана схема кристаллизации расплава состава центральной точки линии конверсии. Стабильные кристаллизующиеся фазы подтверждены рентгенофазовым анализом.

Список источников: 
  1. Делимарский Ю. К., Барчук Л. П. Прикладная химия ионных расплавов. Киев : Наук. думка, 1988. 192 с.
  2. Гаркушин И. К. Применение солевых, оксидно-солевых и оксидных составов в технологии // Термический анализ и фазовые равновесия. Пермь : Перм. гос. ун-т, 1984. С. 101–111.
  3. Делимарский Ю. К. Химия ионных расплавов. Киев : Наук. думка, 1980. 323 с.
  4. Присяжный В. Д., Кириллов С. А. Химические процессы в расплавленных солевых средах // Ионные расплавы. 1975. № 3. С. 82–90.
  5. Khokhlov V., Ignatiev V., Afonichkin V. Evaluating physical properties of molten salt reactor fl uoride mixtures // Journal of Fluorine Chemistry. 2009. Vol. 130, № 1. P. 30–37. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2008.07.018
  6. Sangster J., Pelton A. D. Thermodynamic calculation of phase diagrams of 60 common-ion ternary systems with ordinary ions containing cations Li, Na, K, Rb, Cs and anions F, Cl, Br, I // J. of Phase Equilibria. 1991. Vol. 12, № 5. P. 511–537. https://doi.org/10.1007/BF02645064
  7. Sangster J., Pelton A. D. Phase diagrams and thermodynamic properties of 70 binary alkaline-halide systems containing common ions // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1987. Vol. 16, № 3. P. 509–561. https://doi. org/10.1063/1.555803 
  8. Минченко В. И., Степанов В. П. Ионные расплавы: упругие и калориметрические свойства. Екатеринбург : УрО РАН, 2008. 340 с.
  9. Janz G. J. Thermodynamic and Transport Properties for Molten Salts // J. of Physical and Chemical Reference Data. 1988. Vol. 17, № 2. 319 р.
  10. Васина Н. А., Грызлова Е. С., Шапошникова С. Г. Теплофизические свойства многокомпонентных солевых систем. М. : Химия, 1984. 112 с.
  11. Чернеева Л. И., Родионова Е. К., Мартынова Н. М. Энтальпия плавления солевых эвтектик. Обзоры по теплофизическим свойствам веществ. М. : Ин-т высоких температур АН СССР, 1980. № 3 (23). 56 с.
  12. Химические источники тока : справочник / под ред. Н. В. Коровина, А. М. Скундина. М. : Издательство МЭИ, 2003. 740 с.
  13. Коровин Н. В. Электрохимическая энергетика. М. : Энергоатомиздат, 1991. 264 с.
  14. Баталов Н. Н.Высокотемпературная электрохимическая энергетика. Успехи и проблемы // XI Междунар. конф. по физ. химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов : тез. докл. Екатеринбург : ИВТЭ, 1998. Т. 1. С. 3–4.
  15. Гаркушин И. К., Кондратюк И. М., Дворянова Е. М., Данилушкина Е. Г. Анализ, прогнозирование и экспериментальное исследование рядов систем из галогенидов щелочных и щелочноземельных элементов. Самара : Самар. гос. техн. ун-т, 2007. 148 с.
  16. Посыпайко В. И. Диаграммы плавкости солевых систем. Ч. I. Двойные системы с общим анионом / под ред. В. И. Посыпайко, Е. А. Алексеевой. М. : Металлургия, 1977. 216 с.
  17. Посыпайко В. И. Диаграммы плавкости солевых систем. Ч. II. Двойные системы с общим анионом / под ред. В. И. Посыпайко, Е. А. Алексеевой. М. : Металлургия, 1977. 304 с. 
  18. Посыпайко В. И. Диаграммы плавкости солевых систем. Ч. III. Двойные системы с общим катионом / под ред. В. И. Посыпайко, Е. А. Алексеевой. М. : Металлургия. 1979. 204 с.
  19. Посыпайко В. И., Алексеева Е. А. Диаграммы плавкости солевых систем. Тройные системы. М. : Химия, 1977. 328 с.
  20. Диаграммы плавкости солевых систем. Тройные взаимные системы / под ред. В. И. Посыпайко, Е. А. Алексеевой. М. : Химия, 1977. 392 с.
  21. Термические константы веществ. Справочник / под ред. В. П. Глушко. М. : ВИНИТИ, 1981. Вып. X, ч. 1. 300 с.
  22. Barin I. Thermochemical data of pure substances // VCH Verlagsgeselschaft mbH, D – 69451. Weinheim, 1995. 1117 р.
  23. Радищев В. П. Многокомпонентные системы. М. : Деп. в ВИНИТИ АН СССР, 1963. № 1516-63. С. 502.
  24. Посыпайко В. И. Методы исследования многокомпонентных систем. М. : Наука, 1978. 255 с.
  25. Посыпайко В. И., Васина Н. А., Грызлова Е. С.Конверсионный метод исследования многокомпонентных взаимных солевых систем // Докл. АН СССР. 1975. Т. 23, № 5. С. 1191–1194.
  26. Козырева Н. А. Матрицы фигур конверсии пятикомпонентных взаимных систем из 9 солей // Докл. РАН. 1992. Т. 325, № 3. С. 530–535.
  27. Трунин А. С.Комплексная методология исследования многокомпонентных систем. Самара : СамГТУ, 1997. 308 с.
  28. Гаркушин И. К., Чугунова М. В., Милов С. Н. Образование непрерывных рядов твердых растворов в тройных и многокомпонентных солевых системах. Екатеринбург : УрО РАН, 2011. 140 c.
  29. Гаркушин И. К., Истомова М. А., Гаркушин А. И., Егорцев Г. Е. Химическое взаимодействие эквивалентных количеств MF и NaBr (М – K, Rb, Cs) при термическом активировании и кристаллизация из расплава // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2020. Т. 63, вып. 4. С. 55–62. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206304.6159 
Поступила в редакцию: 
10.02.2024
Принята к публикации: 
19.02.2024
Опубликована: 
31.05.2024
Краткое содержание:
(загрузок: 17)