Theoretical calculations of phase equilibrium in interactive quaternary system Na + , K + //Br- , SO2-4 -H2 O at 323 K

应用323 K三元子体系的溶解度数据,采用多元线性回归方法拟合出该四元体系在323 K时的Pitzer方程的混合离子相互作用参数θ(Br-,SO2-4),Ψ(Na+,Br-,SO2-4),Ψ(K+,Br-,SO2-4)(相关文献鲜有报道),在此基础上应用Pitzer方程对323 K四元体系Na+,K+∥Br-,SO2-4-H2O的溶解度数据进行理论计算,并用计算出的溶解度数据绘制出四元相图.计算结果表明,模拟计算值与实测值基本吻合,较好地验证了实验数据的准确性,同时也表明含有合理参数的Pitzer模型完全可以描述含Na+,K+∥Br-,SO2-4-H2O的体系.     

K~+, Na~+//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~--H_2O体系热力学研究

通过引入表达离子缔合或离子间的短程静电作用项,提高了局部组成模型关联单一电解质水溶液体系热力学性质的精度,并通过建立新的计算多元混合体系作用参数的方法,将其推广应用到多离子电解质溶液体系。在此基础上,预测了Na+//Cl-,SO2-3,H2O、K+//Cl-,SO2-4,NO-4,NO-3,H2O、K+,Na+//Cl-,SO2-4,H2O、K+,Na+//Cl-,NO-3,H2O3,H2O、K+,Na+//SO2-4,NO-3,H2O5个四元体系及K+,Na+//Cl-,SO2-4,NO-五元体系的溶解度,模型参数均通过上述体系所包含的二元、三元体系的溶解度数据获得,计算结果满意。     

三元体系KCl–KBr–H_2O 323K相平衡理论计算

根据三元体系KCl–KBr–H_2O相平衡实验数据,回归了该体系中K(Cl,Br)固溶体的组成和平衡液相组成对应的二次方程,对固溶体组成的计算值和实验值进行了对比讨论,计算值的偏差范围在0.36%~3.31%;应用文献报道的Pitzer方程参数与温度的关联方程计算了323 K时该三元体系中盐的Pitzer方程单盐参数,并拟合了该三元体系中固溶体K(Cl,Br)和溴盐关联的活度积。在此基础上应用Pitzer方程和粒子群算法(PSO),对323 K时三元体系KCl–KBr–H_2O的溶解度数据进行理论计算,并用计算出的溶解度数据绘制出该三元体系323 K时的相图,计算结果表明,溶解度的理论计算值与实验值吻合好。     

K+,Na+//Cl-,SO2-4 ,NO-3-H2O体系热力学研究

通过引入表达离子缔合或离子间的短程静电作用项,提高了局部组成模型关联单一电解质水溶液体系热力学性质的精度,并通过建立新的计算多元混合体系作用参数的方法,将其推广应用到多离子电解质溶液体系.在此基础上,预测了Na+//Cl-,SO2-4,NO-3,H2O、K+//Cl-,SO2-4,NO-3,H2O、K+ ,Na+//Cl-,SO2-4,H2O、K+ ,Na+//Cl-,NO-3,H2O、K+,Na+// SO2-4,NO-3,H2O 5个四元体系及K+,Na+//Cl-,SO2-4,NO-3,H2O 五元体系的溶解度,模型参数均通过上述体系所包含的二元、三元体系的溶解度数据获得,计算结果满意.     

N,N'-二(2-羟丙基)哌嗪-硫酸钠-水三元体系相平衡测定与计算

采用等温溶解平衡法测定N,N′-二(2-羟丙基)哌嗪(HPP)?Na2SO4?H2O三元体系在273.15和298.15 K下的相平衡数据,采用湿渣法测定其平衡固相数据,绘制等温相图。用改进的单组分电解质Pitzer方程计算该体系中Na2SO4和Na2SO4?10H2O的溶解平衡常数,并对相平衡数据进行理论计算。结果表明,273.15 K时存在3个结晶区,298.15 K时存在4个结晶区。HPP的存在降低了Na2SO4和Na2SO4?10H2O的相转变温度,使298.15 K下的相图中存在Na2SO4的结晶区域,且273.15和298.15 K的相图中不存在纯HPP的结晶区域。理论计算与实验数据的均方根偏差不高于0.0290,表明相平衡数据计算值与实验值较吻合,证实了改进的单组分电解质Pitzer方程适用于该体系计算。     

273.15 K下四元体系Li+，Mg2+∥ Cl-，SO42——H2O相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了273.15 K下四元体系Li+,Mg2+∥Cl-,SO42--H2O的相平衡关系。测定了该体系各种盐类的溶解度及溶液密度, 并绘制相图。研究结果表明：273.15 K下四元体系Li+,Mg2+∥Cl-,SO42--H2O等温相图有5个单盐结晶区（Li2SO4·H2O,MgSO4·7H2O,LiCl·2H2O, LiCl·MgCl2·7H2O,MgCl2·6H2O）;7条单变量线和3个共饱点。与该体系下298.15 K相图相比,MgSO4·7H2O结晶区变大;Li2SO4·H2O和MgCl2·6H2O结晶区明显减小;LiCl·MgCl2·7H2O和LiCl·2H2O结晶区比较小,减小不明显。温度对硫酸盐结晶区的影响较大。     

298．16K下K^＋，Mg^2＋／／NO3^-，SO4^2- -H2O和Na^＋，K^＋，Mg^2＋／／NO3^- -H2O体系的液固相平衡

采用等温溶解平衡法研究了298.16 K下四元体系K , Mg2 //NO3-, SO42--H2O和Na , K , Mg2 //NO3--H2O的液固相平衡,并根据获得的溶解度数据分别绘制出了平衡相图及投影图.结果表明:在298.16 K下,四元交互体系K , Mg2 //NO3-, SO42--H2O相图中有五个单盐结晶区,七条单变量溶解度曲线和三个零变量点.五个单盐结晶区分别对应于KNO3、K2SO4、Mg(NO3)2·6H2O、MgSO4·7H2O和复盐K2SO4·MgSO4·6H2O;具有同离子的四元体系Na , K , Mg2 //NO3--H2O相图中有三个单盐结晶区,三条单变量溶解度曲线和一个零变量点.三个结晶区分别对应于NaNO3、KNO3、Mg(NO3)2·6H2O.K2SO4和KNO3的结晶区比较大,Mg(NO3)2·6H2O的结晶区最小.     

25℃及50℃下Na+//NO3-,Cl-,SO42--H2O四元体系介稳相平衡研究

针对新疆硝酸盐矿组成,采用等温蒸发法分别研究了25℃及50℃下Na+//NO3-,Cl- SO42--H2O四元体系的介稳相平衡、溶解度数据,并根据测得的数据绘制出了相应的介稳相图.结果表明:在25℃及50℃时Na+//NO3-,Cl-,SO42--H2O四元体系介稳相图存在四个单盐结晶区,五条单变量溶解度曲线和两个零...     

Na~+,K~+//Br~-,B_4O_7~(2-)-H_2O交互四元体系348K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了348 K时交互四元体系Na+,K+//Br-,B4O27--H2O的相平衡及平衡液相,测定了平衡液相的溶解度以及密度,补充了该体系在348 K下的溶解度和密度数据。研究结果发现,该体系属于简单共饱和体系,无复盐和固溶体生成。根据实验数据绘制了相应的相图、密度-质量分数图和含水量图,相图中有2个共饱点,5条单变量曲线,4个结晶区。4个结晶区的平衡固相分别为:Na2B4O7.5H2O,K2B4O7.4H2O,KBr和NaBr。从相图上可以看出,该体系在348 K时Na2B4O7.5H2O的结晶区最大,NaBr的结晶区最小。     

50℃下K~+,Na~+//Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~--H_2O体系相平衡研究

通过查阅文献,整理获得完整的50℃下K+,Na+//Cl-,SO42-,NO3--H2O体系相平衡实验数据,据此绘制出了该体系的平衡相图以及氯化钠饱和时的干盐投影图,并进行了分析。结果表明:在50℃下K+,Na+//Cl-,SO42-,NO3--H2O体系存在8个单盐结晶区、18个两盐共饱面、16条三盐共饱曲线和5个零变量点。8个单盐结晶区分别是:NaCl、NaNO3、3K2SO4·Na2SO4、KCl、KNO3、Na2SO4、Na2SO4·NaNO3·H2O、K2SO4,其中Na2SO4、K2SO4及复盐3K2SO4·Na2SO4的结晶区较大,对应的溶解度较小,NaNO3、Na2SO4·NaNO3·H2O盐的结晶区较小,对应溶解度较大。在氯化钠饱和时的干盐图中,有6个两盐共饱面、9条单变量曲线和4个零变量点。和25℃下的相图相比,复盐3K2SO4·Na2SO4和Na2SO4·NaNO3·H2O的饱和区均有较大程度地缩小。     

Pitzer模型对Na+‖CrO42-, HCO3--H2O体系的溶解度计算与实验验证

利用三参数的Pitzer模型对25{C下的Na+||CrO42-, HCO3--H2O三元水盐体系溶解度进行了计算,计算值略低于实验值;当其中某一组份浓度较低时,计算值与实验值基本一致;当两组份浓度都较高时,计算值与实验值偏差较大;两组份共饱和时,铬酸钠浓度计算值比实验值低0.9%,碳酸氢钠浓度计算值比实验值低22%,需用实验值修正.     

K+,Mg2+//SO42-,B4O72--H2O四元体系288K时的固液相平衡

采用等温溶解平衡法研究了288 K时K+,Mg+//SO42- B4O72- -H2O四元体系的固液相平衡关系,测定了该四元体系在288 K时平衡液相的溶解度和密度.依据实验测定的平衡溶解度数据及对应的平衡固相,绘制了该四元体系的平衡相图和水图.研究结果表明:交互四元体系K+,Mg2+//SO42-,B4O72-H2O...     

三元体系SrCl2+MgCl2+H2O298K相平衡测定及计算

为了获取锶镁共存氯化物体系298 K下各盐结晶形式,采用等温溶解平衡法研究了298 K下三元体系SrCl_2+MgCl_2+H_2O的相平衡关系,测定了该体系平衡时液相中各组分的溶解度、密度、折光率,采用Schreinemakers湿渣法及X-ray粉晶衍射法联用确定了平衡固相组成,根据溶解度数据和固相组成绘制了三元体系相图、密度-组成图、折光率-组成图。研究发现:该三元体系298 K稳定相图由2个共饱点,3条单变量曲线和3个结晶相区组成。对比该三元体系298、323、348、373 K相图可知:氯化镁结晶形式未发生改变,而氯化锶结晶形式受温度影响较大,分别存在SrCl_2·6H_2O、SrCl_2·2H_2O、SrCl_2·H_2O这3种结晶形式。根据实验数据拟合了离子作用参数θ,ψ,并采用Pitzer模型对该三元体系298、323、348、373 K的相平衡进行理论计算,实验数据和计算数据吻合较好。     

NH_3-CO_2-SO_4~(2-)-H_2O四元体系气液相平衡研究

鉴于国内缺少有关NH3-CO2-SO42--H2O四元体系气液相平衡的数据及模型,采用连续流动鼓泡法测定了NH3-CO2-SO42--H2O四元体系在常压、温度为313.15~343.15 K条件下的气液平衡实验数据,并建立了相应的热力学相平衡模型。实验结果表明在NH3-CO2-H2O三元体系中引入SO42-后,气相NH3平衡分压降低,CO2平衡分压升高。模型采用改进的Davies方程及Henry定律进行计算,用Matlab中的fsolve函数进行编辑求解。模型简洁,计算方便,计算结果与实验数据能够较好地吻合,为涉及NH3-CO2-SO42--H2O四元体系的工艺过程研究提供了相应的参考数据和理论依据。     

Na+,K+∥Br-,B4O2-7-H2O交互四元体系348K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了348 K时交互四元体系Na+,K+//Br-,B4O2-7-H2O的相平衡及平衡液相,测定了平衡液相的溶解度以及密度,补充了该体系在348 K下的溶解度和密度数据.研究结果发现,该体系属于简单共饱和体系,无复盐和固溶体生成.根据实验数据绘制了相应的相图、密度-质量分数图和含水量图,相图中有2个共饱点,5条单变量曲线,4个结晶区.4个结晶区的平衡固相分别为:Na2B4O7·5H2O,K2B4O7·4H2O,KBr和NaBr.从相图上可以看出,该体系在348 K时Na2B4O7·5H2O的结晶区最大,NaBr的结晶区最小.     

LiCl-MgCl2-H2O三元水盐体系在313.15 K相平衡研究

对青海察尔汗盐湖卤水一个三元子体系LiCl-MgCl_2-H_2O在313.15 K下的相平衡进行研究。测定了这个体系在313.15 K时的溶解度计算数据、折光比率并画出了相图。实验显示313.15 K下该体系共有3个共饱点:LiCl·H_2O、LiCl·MgCl_2·7H_2O和MgCl_2·6H_2O;3个结晶区:水合盐LiCl·H_2O、复盐LiCl·MgCl_2·7H_2O和水合盐MgCl_2·6H_2O结晶区。利用Pitzer模型及相关文献报道中的模型参数进行了溶解度的理论预测,计算结果基本与实际研究结果相符。     

298K下Na~+,K~+//Cl~ˉ,SO_4~(2ˉ),NO_3~ˉ-H_2O五元体系液固介稳相平衡

研究了298 K下,五元体系Na+,K+//Clˉ,SO42ˉ,NO3ˉ-H2O的液固介稳相平衡。采用等温蒸发法确定了溶液的介稳平衡溶解度。根据实验数据,绘制出了该体系介稳相图中氯化钠介稳饱和区以及氯化钠饱和条件下的介稳相平衡投影相图。相图中,有四个四盐共饱的零变量点、九个三盐共饱的单变量线和六个两盐结晶区:Na2SO4·Na NO3·H2O+Na Cl,3K2SO4·Na2SO4+Na Cl,Na NO3+Na Cl,KNO3+Na Cl,Na2SO4+Na Cl和KCl+Na Cl。该体系在298 K下的介稳相图和稳定平衡相图存在一定的差别,复盐3K2SO4·Na2SO4的结晶区明显缩小。     

钠钙氯化物在乳糖水中热力学性质的确定

在298.15 K时利用电动势法确定四元体系氯化钠-氯化钙-乳糖-水不同组成(乳糖质量分数分别为0,5%,10%和15%)时的热力学性质。利用Pitzer离子作用模型拟合实验数据,获得了氯化钠和氯化钙在乳糖水混合溶剂中的Pitzer模型参数。进一步计算了氯化钠和氯化钙从纯水到乳糖水混合溶剂中的迁移吉布斯函数。获得了氯化钠和氯化钙混合电解质在乳糖水混合溶剂中的混合参数θ(Na Ca)和ψ(Na Ca Cl)。计算了298.15 K时四元体系中氯化钠和氯化钙的平均离子活度系数。结果发现:利用Pitzer高阶静电作用模型计算混合电解质在混合溶剂中的平均离子活度系数,能获得较为满意的结果。     

Na+,K+,Mg++,Ca++∥Cl--H2O体系溶液密度计算研究

以Pitzer电解质溶液理论为基础,借助于计算机,研究了20～40℃,Na+、K+、Mg++、Ca++∥Cl--H2O五元及其所包括的四个四元子体系相图共饱线上的溶液密度,补充了该体系的密度数据,绘制了带密度的相图.     

Na_2B_4O_7-Na_2SO_4-NaCl-H_2O四元体系323K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na2B4O7-Na2SO4-NaC l-H2O在323 K的相平衡及平衡液相,测定了平衡液相的溶解度及密度。研究发现,该体系属于简单共饱和体系,无复盐和固溶体生成。根据实验数据绘制了相应的相图,相图中有一个共饱点E,3条单变曲线E1E,E2E和E3E;3个结晶区平衡固相分别为:NaC l,Na2B4O7.10H2O和Na2SO4。实验结果表明,NaC l对Na2B4O7.10H2O和Na2SO4有盐析作用,并简要讨论了密度变化规律。