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四元体系K~+，Mg~（2+）//Cl~-，SO_4~（2-）-H_2O 50℃及其子体系K_2SO_4-MgSO_4-H_2O 50℃、75℃介稳相平衡研究

作　者: 陈代伟
导　师: 邓天龙
学　校: 成都理工大学
专　业: 分析化学
关键词: 水盐体系 介稳相平衡 钾盐
分类号: O642.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


本文采用等温蒸发法分别研究了四元体系K+, Mg2+//Cl-, SO42- - H2O在50℃及其三元子体系K2SO4 - MgSO4 - H2O在50℃和75℃时的介稳相平衡关系,测定了体系中液相的溶解度和主要物化性质（密度、粘度、折光率和pH值）。根据实验数据,绘制了四元体系干盐图、水图和三元体系相图,同时绘制了各体系的物化性质-组成图。三元体系K2SO4 - MgSO4 - H2O在50℃、75℃时的介稳相图均属于水合物Ⅱ型,都有复盐产生。该体系在2个温度下均有2个共饱点、3条溶解度曲线和3个结晶相区,分别为K2SO4、MgSO4·6H2O和K2SO4·MgSO4·4H2O结晶区。对比相应温度的稳定相图,50℃介稳相图和稳定相图有相同的结晶区,溶解度曲线几乎重叠,说明该体系在50℃时介稳程度较小;75℃介稳相图比稳定相图少了Lan结晶区,MgSO4·6H2O和K2SO4·MgSO4·4H2O结晶区则相应扩大,说明体系在该温度下有较严重的介稳现象。由介稳体系溶液的物化性质-组成图可见,介稳平衡溶液的密度和折光率都呈现规律性变化,都随K2SO4的含量先增大后减小,在E2处出现最大值,在K2SO4边点处出现最小值。K+, Mg2+//Cl-, SO42- - H2O四元介稳体系50℃干盐图中,有6个共饱点、13条溶解度曲线和8个结晶区。8个结晶区对应的平衡固相分别为MgCl2·6H2O、K2SO4、MgSO4·4H2O、KCl·MgCl2·6H2O、K2SO4·MgSO4·4H2O、KCl·MgSO4·6H2O、MgSO4·6H2O、KCl结晶区,没有固溶体产生,有3个复盐区分别是K2SO4·MgSO4·4H2O、KCl·MgSO4·6H2O和KCl·MgCl2·6H2O。与相应50℃时的稳定相图对比发现:介稳相图较稳定相图少2个共饱点,在介稳条件下,无水钾镁矾（K2SO4·2MgSO4）结晶区消失,一水硫酸镁结晶区（MgSO4·H2O）转化为四水硫酸镁结晶区（MgSO4·4H2O）;K2SO4结晶区变大,说明在介稳条件下,硫酸盐的介稳现象较严重。四元介稳体系溶液的物化性质（密度、粘度、折光率和pH值）随K+含量的变化而呈现规律性变化。同时,应用结合Pitzer理论以及改进的H-W公式,对25℃时四元体系K+, Mg2+//Cl-, SO42- - H2O的稳定平衡溶解度进行了理论计算,与实验值进行了对比,获得了满意的效果。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章 引言  10-17
  1.1 研究意义  10-11
  1.2 国内外相平衡研究现状  11-14
    1.2.1 稳定相平衡的研究现状  11-12
    1.2.2 介稳相平衡的研究现状  12-14
    1.2.3 与本体系相关的介稳相平衡研究现状分析  14
  1.3 电解质溶液理论概述  14-15
    1.3.1 电解质溶液理论  14-15
    1.3.2 Pitzer 电解质溶液模型的应用  15
  1.4 课题来源  15
  1.5 主要研究内容  15-16
  1.6 创新之处  16-17
第2章 实验部分  17-19
  2.1 化学试剂  17
  2.2 实验仪器  17
  2.3 液相组成化学分析方法  17-18
  2.4 固相鉴定方法  18
  2.5 物化性质测定方法  18
  2.6 实验研究方法  18-19
第3章 K_2SO_4 - M9SO_4 - H_2O 三元体系50℃和75℃介稳相平衡实验研究  19-32
  3.1 三元体系50℃时介稳溶解度及溶液物化性质研究  19-23
    3.1.1 三元体系50℃时介稳溶解度实验研究结果  19-20
    3.1.2 三元体系50℃溶液液物化性质实验结果  20-22
    3.1.3 三元体系50℃介稳相图和稳定相图的比较  22-23
  3.2 三元体系75℃介稳溶解度及溶液物化性质研究  23-27
    3.2.1 三元体系75℃介稳溶解度实验研究结果  23-24
    3.2.2 三元体系75℃溶液液物化性质实验结果  24-26
    3.2.3 三元体系75℃介稳相图和稳定相图的比较  26-27
  3.3 讨论  27-28
  3.4 密度和折光率计算经验方程  28-30
  3.5 本章小结  30-32
第4章 K+, Mg~(2+)//Cl~-, SO_4~(2-) -H_2O 四元体系50℃介稳相平衡实验研究  32-43
  4.1 四元介稳体系50℃介稳相关系及溶液物化性质研究  32-41
    4.1.1 四元体系50℃介稳溶解度实验研究结果  32-36
    4.1.2 四元体系50℃介稳平衡溶液物化性质实验研究结果  36-40
    4.1.3 实验结果对比讨论  40-41
  4.2 本章小结  41-43
第5章 Pitzer 电解质溶液理论的应用  43-54
  5.1 Pitzer 方程简介  43-45
  5.2 溶解度的理论计算  45-53
  5.3 本章小结  53-54
结论  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-61
攻读硕士学位期间取得学术成果  61-62
附录 A K~+, Mg~(2+)//Cl~-, SO_4~(2-) - H_2O 四元介稳体系 50℃共饱点 X-ray 粉晶衍射图  62-67

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 化学热力学、热化学、热力学平衡 > 热力学平衡 > 相平衡
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