Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

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

Для цитирования:

Лаврентьева О. В., Гаркушин И. К., Никитина А. С. Расчет удельной электропроводности расплавов смесей LiF+NaF // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024. Т. 24, вып. 4. С. 380-391. DOI: 10.18500/1816-9775-2024-24-4-380-391, EDN: ZAMIKE

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 13)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Химия
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
541.1:544.012
DOI: 
10.18500/1816-9775-2024-24-4-380-391
EDN: 
ZAMIKE

Расчет удельной электропроводности расплавов смесей LiF+NaF

Авторы: 
Лаврентьева Ольга Владимировна, Самарский государственный технический университет
Гаркушин Иван Кириллович, Самарский государственный технический университет
Никитина Алина Сергеевна, Самарский государственный технический университет
Аннотация: 

Представлен расчет удельной электропроводности расплавов смесей фторидов лития и натрия. Интерес к расплавам системы LiF–NaF определяется их практическим значением. Расплавы смесей LiF+NaF применяются в теплоаккумулирующих составах, в металлургии, входят в состав различных многокомпонентных систем. Приведен расчет удельной электрической проводимости изоконцентрационным, изотермическим и интерполяционным методами для расплавов смесей LiF+NaF различного состава по известным справочным данным для интервала температур 1020…1340 K. Выполнен расчет для эвтектического состава. Полученные в результате аналитические уравнения использованы для описания и расчета удельной электропроводности эвтектической смеси для температур на 5°, 10°, 50°, 75°, 100° выше ликвидуса. Изоконцентрационные зависимости описываются уравнением прямой. Удельная электропроводность расплава эвтектической смеси рассчитана на изотермах интерполированием для изоконцентрационных зависимостей до эвтектических и за эвтектических смесей. Изотермы удельной электропроводности (1020…1340 K) расплавов в зависимости от содержания компонентов LiF и NaF описаны полиномом третьей степени, в котором коэффициенты в зависимости от температуры изменяются линейно. Проведено сравнение значений удельной электрической проводимости ϰ(LiF+NaF), рассчитанных по полученным уравнениям. Описание ϰ(LiF+NaF) изоконцентрационным и изотермическим методами показывает удовлетворительную сходимость результатов расчета и позволяет рассчитать удельную электропроводность расплавов смесей LiF+NaF любого заданного состава, включая эвтектический.

Ключевые слова: 
удельная электропроводность
расплавы фторидов лития и натрия
Т-х-диаграмма
ликвидус
температуры плавления
аналитическое описание
графические зависимости
прогнозирование
Список источников: 
  1. Коровин Н. В. Химические источники тока: справочник / под ред. Н. В. Коровина и А. М. Скундина. М. : Изд-во МЭИ, 2003. 740 с.
  2. Делимарский Ю. К., Барчук Л. П. Прикладная химия ионных расплавов. Киев : Наукова думка, 1988. 192 с.
  3. Химическая энциклопедия : в 5 т. / под ред. И. Л. Кнунянца. М. : Сов. энцикл., 1990. Т. 2. 671 с.
  4. Химическая энциклопедия : в 5 т. / под ред. И. Л. Кнунянца. М. : Большая Российская энцикл., 1992. Т. 3. 639 с.
  5. Присяжный В. Д., Кириллов С. А. Химические процессы в расплавленных солевых средах // Ионные расплавы. 1975. № 3. С. 82–90.
  6. Блинкин B. Л., Новиков В. Н. Жидкосолевые ядерные реакторы. M. : Атомиздат, 1978. 111 с.
  7. 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.
  8. Гасаналиев А. М., Гаркушин И. К., Дебиров М. А., Трунин А. С. Применение расплавов в современной науке и технике. Махачкала : Деловой мир, 2011. 159 с.
  9. Chen B. X., Peng J. P., Wang Y. W., Di Y. Z. Study on Liquidus Temperature of NaF-KF-LiF-AlF3 System with Low Cryolite Ratio // The Minerals, Metals & Materials Society and ASM International. 2020. Vol. 51, № 3. P. 1181–1189. https://doi.org/10.1007/s11663-020-01800-4
  10. Jiao H. D., Wang J. X., Tian D. H., Jiao S. Electrochemical Behaviour of K2TiF6 at Liquid Metal Cathodes in the LiF-NaF-KF Eutectic Melt // Electrochemistry. 2019. Vol. 87, № 3. P. 142–147. https://doi.org/10.5796/electrochemistry.18-00019
  11. Suzuki Y., Inoue Y., Yokota M., Goto T. Effects of Oxide Ions on the Electrodeposition Process of Silicon in Molten Fluorides // J. of the Electrochem. Soc. 2019. Vol. 166, № 13. P. D564–D568. https://doi. org/10.1149/2.0441913jes
  12. Magnusson J., Memmott M., Munro T. Review of thermophysical property methods applied to fueled and unfueled molten salts // Annals of Nuclear Energy. 2020. Vol. 146. Paper № 107608. https://doi.org/10.1016/j. anucene.2020.107608
  13. Khokhlov V., Ignatiev V., Afonichkin V. Evaluating physical properties of molten salt reactor fl uoride mixtures // J. of Fluorine Chem. 2009. Vol. 130, № 1. P. 30–37. https:// doi.org/10.1016/j.jfl uchem.2008.07.018.
  14. Bulavin L., Plevachuk Yu., Sklyarchuk V., Shtablavyi I., Faidiuk N., Savchuk R. Physical properties of liquid NaF-LiF-LaF3 and NaF-LiF-NdF3 eutectic all oys // J. of Nuclear Materials. 2013. Vol. 433, № 1–3. P. 329–333. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2012.08.045.
  15. Минченко В. И., Степанов В. П. Ионные расплавы: упругие и калорические свойства. Екатеринбург : УроРАН, 2008. 340 с.
  16. Васина Н. А., Грызлова Е. С., Шапошникова С. Г. Теплофизические свойства многокомпонентных солевых систем. М. : Химия, 1984. 112 с.
  17. Janz G. J., Garner G. L., Krebs U., Tomkins R. P. T. Molten salts: Vol. 4. Part 1. Fluorides and mixtures. Electrical conductance, density, viscosity, and surface tension data // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1974. Vol. 3. P. 81. https://doi.org/10.1063/1.3253134
  18. ACerS-NIST. Phase Equilibria Diagrams. CD-ROM Database. Version 3.1.0. American Ceramic Society. National Institute of Standards and Technology. URL: http://ceramics.org// (дата обращения: 21.02.2024).
  19. Справочник по расплавленным солям / под ред. А. Г. Морачевского. Л. : Химия, 1971. Т. 1. 168 с.
  20. Справочник по плавкости систем из безводных неорганических солей : в 2 т. Т. 1: Двойные системы / сост. Н. К. Воскресенская, Н. Н. Евсеева, С. И. Беруль, И. П. Верещагина ; под общ. ред. Н. К. Воскресенской. М. ; Л. : Изд-во АН СССР, 1961. 846 с.
  21. Посыпайко В. И., Алексеева Е. А. Диаграммы плавкости солевых систем. Ч.1. Двойные системы с общим анионом. М. : Металлургия, 1977. 416 с.
  22. Воздвиженский В. М. Прогноз двойных диаграмм состояния. М. : Металлургия, 1975. 224 с.
  23. RomatoskiL R. R., Hu W. Fluoride salt coolant properties for nuclear reactor applications: A review Author links open overlay panel // Annals of Nuclear Energy. 2017. Vol. 109. P. 635–647. https://doi.org/10.1016/J. ANUCENE.2017.05.036
  24. Barborik P., Vaskova Z., Boca M., Priscak J. Physicochemical properties of the system (LiF + NaF + KF(eut.) + + Na7Zr6F31): Phase equilibria, density and volume properties, viscosity and surface tension // J. of Chem. Thermodyn. 2014. Vol. 76. P. 145–151. https://doi. org/10.1016/J.JCT.2014.03.024
  25. Гаркушин И. К., Лаврентьева О. В., Никитина А. С., Андреева Я. А. Расчет плотности расплавов смесей LiF + NaF // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2020. Т. 20, вып. 3. С. 290–299. https://doi. org/10.18500/1816-9775-2020-20-3-290-299
  26. Замалдинова Г. И., Парфенова С. Н., Гаркушин А. И., Гаркушин И. К., Слепушкин В. В. Свойства s1-элементов, простых веществ, галогенидов и их смесей: аналитическое описание, расчет и взаимосвязь. Самара : Самар. гос. техн. ун-т, 2010. 202 с.
  27. Карапетьянц М. Х. Методы сравнительного расчета физико-химических свойств. М. : Ленанд, 2014. 408 с.
  28. Викторов М. М. Методы вычисления физико-химических величин и прикладные расчеты. Л. : Химия, 1977. 360 с.
  29. Гаркушин И. К., Лаврентьева О. В., Истомова М. А., Трунова А. Н., Парфенова С. Н., Гаркушин А. И., Колядо А. В. Методы расчета свойств элементов, простых веществ, соединений и смесей. Самара : Самар. гос. тех. ун-т, 2017. 467 с.
  30. Гаркушин И. К., Кондратюк И. М., Дворянова Е. М., Данилушкина Е. Г. Анализ, прогнозирование и экспериментальное изучение рядов систем из галогенидов щелочных и щелочноземельных элементов. Екатеринбург : УрО РАН, 2006. 148 с.
  31. Кафаров В. В., Дорохов И. Н., Ветохин В. Н., Волков Л. П. Формирование автоматизированной информационно-поисковой системы для идентификации сложных химических соединений // Докл. АН СССР. 1989. Т. 306, № 4. С. 911–915.
  32. Волков Л. П. Закономерные и корреляционные взаимосвязи физико-химических свойств веществ. Теоретические и практические применения. Самара : Парус-Принт, 2002. 30 с.
  33. Волков Л. П. Новые закономерные и корреляционные взаимосвязи физико-химических свойств веществ на множестве элементарных функциональных частиц. Теоретические и практические применения. Самара : Парус-Принт, 2003. 39 с.
  34. Table Curve 2D. Automated Curve Fitting & Equation Discovery. Version 5.01. SYSTAT Software Inc, 2002.
  35. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М. : Высш. шк., 2001. 575 с.
  36. Чарыков А. К. Математическая обработка результатов химического анализа. Л. : Химия, 1984. 168 с.
  37. Зайдель А. Н. Ошибки измерений физических величин. М. : Наука, 1974. 108 с.
Поступила в редакцию: 
08.05.2024
Принята к публикации: 
20.09.2024
Опубликована: 
25.12.2024
Краткое содержание:
скачать
(загрузок: 10)