ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХКОМПОНЕНТНОЙ ВЗАИМНОЙ СИСТЕМЫ NA+, K+ || VO3–, SO42– И ИЗМЕРЕНИЕ ЭНТАЛЬПИИ ПЛАВЛЕНИЯ НОНВАРИАНТНЫХ СОСТАВОВ
Аннотация
Композиции на основе многокомпонентных систем из кислородосодержащих солей s1-элементов находят обширное использование в различных сферах промышленности, науки и техники: электрометаллургия легких, тугоплавких и тяжелых металлов, а также металлотермия, пирометаллургия, перспективные флюcы для сварки и пайки металлов, химические источники тока. В работе проведена триангуляция исследуемой трехкомпонентной взаимной системы из сульфатов и метаванадатов натрия и калия Na+, K+ || VO3–, SO42– на симплексы. На установке дифференциального термического анализа (ДТА) экспериментально исследованы фазовые состояния в трехкомпонентной взаимной системе Na+, K+ || VO3–, SO42–. Была построена T–x-диаграмма стабильной секущей K2SO4–NaVO3, являющейся диагональю квадрата составов системы, которая имеет эвтектический характер с температурой плавления квазидвойной эвтектики 575 °С и удельным значением энтальпии плавления 206 кДж/кг. В стабильном треугольнике NaVO3–Na2SO4–K2SO4 определен минимум твердых растворов с температурой плавления 559 °С и энтальпией плавления 190 кДж/кг. В стабильном треугольнике NaVO3–KVO3–K2SO4 трехкомпонентная эвтектика с минимальной температурой плавления в системе 474 °С имеет минимальное значение удельной энтальпии плавления 183 кДж/кг. Определены составы тройной перитектики Р 482 °С и трехкомпонентного минимума твердых растворов M 559 °С. Максимальные поля кристаллизации квадрата составов системы соответствуют сульфату калия и непрерывным твердым растворам сульфатов натрия и калия. Низкоплавкие смеси квазидвойной эвтектики, тройной эвтектики и тройного минимума могут быть использованы в качестве расплавленных электролитов для среднетемпературных химических источников тока и в качестве теплоаккумулирующих материалов.
Для цитирования:
Истомова М.А., Гаркушин И.К. Исследование трехкомпонентной взаимной системы Na+, K+ || VO3–, SO42– и измерение энтальпии плавления нонвариантных составов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 6. С. 38-44. DOI: 10.6060/ivkkt.20246706.6983.
Литература
Marcelle Gaune‐Escard Geir Martin Haarberg. Molten Salts Chemistry and Technology. John Wiley & Sons. 2014. 600 p. DOI: 10.1002/9781118448847.
Claude H. Yoder. Ionic Compounds: Applications of Chemistry to Mineralogy. John Wiley & Sons. 2006. 187 p. DOI: 10.1002/0470075104.
Goncharov E.G., Afinogenov Yu.P., Kondrashin V.Yu., Hovin A.M. Theoretical Foundations of Inorganic Chemistry. Voronezh: VGU. 2014. 589 p. (in Russian).
Nikitina E.V., Karfidov E.A., Zaikov Yu.P. Corrosion of promising metallic materials in fluoride melts for molten salt reactors. Rasplavy. 2021. N 1. P. 21–45 (in Russian).
Cherkesov Z.A. Synthesis of highly dispersed molybdate of cobalt in the melt system (Na2MoO4 - NaCl)EVT – CoSO4. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 9. P. 70–76 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206309.6205.
Morachevsky A.G., Firsova E.G. Electrochemistry of molten salts. M.: Lan’. 2017. 176 p. (in Russian).
Bulidorova G.V., Osipova V.V., Galyametdinov Yu.G. Modern problems of electrochemistry. M.: AN RT. 2020. 101 p. (in Russian).
Lebedev V.A. Electrochemistry of melts. Yekaterinburg: Ural Univ. 2019. 132 p. (in Russian).
Thermal constants of substances. Database. Extreme States Thermal Physics Institute of the United Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences. Department of Chemistry, Lomonosov Moscow State University. http://www.chem.msu.ru/cgi-bin/tkv.pl (in Russian).
Garkushin I.K., Gubanova T.V., Petrov A.S., Anip-chenko B.V. Phase equilibria in systems involving some al-kali metal metavanadates. M.: Mashinostroenie-1. 2005. 118 p. (in Russian).
Handbook on the melting of systems from anhydrous inorganic salts. Part 1. Binary systems. Ed. by N.K. Voskresenskaya, N.N. Evseeva, S.I. Berul, I.P. Vereshchetin. M.: Acad. nauk SSSR. 1961. 845 p. (in Russian).
Posypaiyko V.I., Alekseeva E.A., Vasina N.A. Melting diagrams of salt systems. Part 3. Binary systems with a common cation. M.: Metallurgy. 1979. 204 p. (in Russian).
Kharchenko A.V., Egorova E.M., Garkushin I.K., Burchakov A.V., Yakovlev V.M., Novikov V.A. Phase Complex and Chemical Interaction in the Ternary Reciprocal System Li+, Rb+ || Br–, CrO42−. Inorg. Mater. 2022. V. 58. N 11. P. 1179–1190. DOI: 10.1134/S0020168522110085.
Omarova S.M., Verdiev N.N., Alkhasov A.B., Ma-gomedbekov U.G., Dvoryanchikov V.I., Nekrasov D.A. Stable tetraedr of LiF-LiCl-Li2SO4-NaCl. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved Khim. Khim. Tekhnol.]. 2017. V. 60. N 5. P. 57–62 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.2017605.5509.
Garkushin I.K., Istomova M.A., Garkushin A.I., Egortsev G.E. Chemical interaction in mixtures МF + NaBr (М – K, Rb, Cs) under thermal activation. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 4. P. 55–62 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206304.6159.
Garkushin I.K., Frolov E.I., Moschenskiy Yu.V. Thermal analysis and calorimetry. Samara: SGTU. 2013. 457 p. (in Russian).
Gabbott P. Principles and application of thermal analysis. Blackwell Publ. 2008. 480 p. DOI: 10.1002/9780470697702.
Brown E.M. Introduction to thermal analysis techniques and applications. Kluwer Academic Publ. 2004. 264 p. DOI: 10.1007/0-306-48404-8.
Almyashev V.I., Vasilevskaya A.K., Kirillova S.A., Kras-ilin A.A., Proskurina O.V. Complex thermal analysis. St. Petersburg: Lema. 2017. 193 p. (in Russian).
Wendlandt W.W. Thermal methods of analysis. M.: Mir. 1978. 526 p. (in Russian).
Zhao J.-C. Methods for phase diagram determination. Else-vier Science. 2007. 520 p.
Kazakova A.I., Yakovlev I.G., Garkushin I.K. Phase equilibrium states in a two-component diphenyl-n-nonadecane system. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 6. P. 46–53. DOI: 10.6060/ ivkkt.20236606.6733.
Haines P.J. Principles of Thermal Analysis and Calorimetry. RSC paperbacks, Royal Society of Chemistry (Great Britain). 2002. 220 p.
Höhne G.W.H., Hemminger W.F., Flammersheim H.-J. Differential Scanning Calorimetry. Springer. 2003. 298 p. DOI: 10.1007/978-3-662-06710-9.
Brief reference book of physical and chemical values. Ed. by A.A. Ravdel, A.M. Ponomareva. L.: Khimiya. 1983. 232 p. (in Russian).
