CC BY
3N.Yu. Pulodov - Applicant for the Physico-Technical Institute named after V.I. S.U. Umarov National Academy of Sciences of Tajikistan, tel. mob: 943400000. Kh. Safiev - Director of the State Institution Research Institute "Metallurgy" JSC "TALCO", Doctor of Chemical Sciences, Professor, Academician of the National Academy of Sciences of Tajikistan.
УДК 541.123.7
СТРОЕНИЕ ФАЗОВОГО КОМПЛЕКСА СИСТЕМЫ
Na,K,Mg,Ca||S04,Cl-H20 ПРИ 0 аС В ОБЛАСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ МИРАБИЛИТА (Na2S0410H20)
Л.СолиеВ, М.Т.Жумаев
Таджикский государственный педагогический университет им. С. Айни 734003, Таджикистан, Душанбе, пр-т Рудаки, 121
Исследование многокомпонентных систем (МС) сопряжено со многими трудностями: отсутствие реальных многомерных геометрических фигур [1] для отображения определения закономерностей, значительные материальные и временные затраты при экспериментировании, сложности при идентификации равновесных твердых фаз из-за их многообразия и др. Специалистами предложены различные способы преодоления этих трудностей [2]. Однако разработанные и предложенные методы исследования МС имеют ограниченное применение и не имеют универсальный характер, одни методы дополняют других методов.
Вместе с ним характеристика, данная свойствам многокомпонентных систем, что «.. .всякую диаграмму многокомпонентной системы можно рассматривать как образованную из диаграммы систем с меньшим числом компонентов, усложненной введением новых компонентов или иных условий равновесия, причем характерные элементы более простой диаграммы не исчезают, а только принимают иной геометрический образ.» [3,4]. Я. Г. Горощенко теоретически обосновав эту характеристику МС, данной Н. С. Курнаковым, в дополнении к двум известным принципам физико-химического анализа (принцип соответствия и непрерывности) предложил третий - принцип совместимости геометрических образов п и (п+1) компонентных систем в одной диаграмме [5,6]. На базе принципа совместимости нами был разработан метод трансляции [7] для прогнозирования фазовых равновесий в многокомпонентных системах и построения их фазовых диаграмм (фазовых комплексов).
Метод трансляции прошел широкую апробацию при исследовании фазовых равновесий шестикомпонентной системы Na,K,Mg,Ca||SO4,Cl-H2O, составляющих её пятикомпонентных систем при температурах 25 и 50 °С [8-10]. Методом трансляции также был исследован строение фазового комплекса приведенной шестикомпонентной системы в области кристаллизации мирабилита и тенардита (обезвоженного мирабилита) при изотермах 25 и 50 °С [11,12].
В данной системе обсуждены результаты прогнозирования строения фазового комплекса системы Na,K,Mg,Ca||SO4,Cl-H2O при 0 °С методом трансляции в области кристаллизации мирабилита (Na2SO4•10H2O). Мирабилит (мб) при 0 °С согласно [13] является равновесной фазой в четырёх из шести пятикомпонентных системах, составляющих шестикомпонентную систему Na,K,Mg,Ca||SO4,Cl-H2O. Он в этих пятикомпонентных системах участвует в формировании следующих пятерных нонвариантных точках (табл. 1).
Таблица 1
Равновесные твёрдые фазы нонвариантных точек системы Na,K,Mg,Ca||SO4,Cl-H2O при 0 °С на уровне пятикомпонентного состава
Нонвариантная Фазовый состав осадка Нонвариантная Фазовый состав осадка
точка точка
Система Na2SO4-K2SO4-MgSO4-CaSO4-H2O Cистема Na,K,Ca||SO4,Cl-H2O
E35 E45 Гп+Мб+Ше+Mg•12 Гп+Мб+Ше+К1 E115 E125 Гп+Мб+Си+К-1 Га+Гп+Мб+Си
Система Na,K,Mg SO4,Cl-H2O Na,Mg,Ca SO4,Cl-H2O
E75 E85 Си+Мб+Ше+Mg•12 Мб+Си+Ше+К1 E135 Га+Гп+Мб+Mg•12
E95 Га+Мб+Си+ Mg^12
В табл. 1 и далее Е обозначает нонвариантную точку, где верхний индекс-показатель компонентности системы, нижний индекс-показатель порядкового номера нонвариантной точки. Приняты следующие условные обозначения равновесных твердых фаз: Гп - гипс CaSO42H2O; Мб - мирабилит Na2SO410H2O; Ше - шеенит K2SO4 MgSO4 6H2O; Си - силвин KCl; Га - галит NaCl; Mg12 - MgSO4^ 12 H2O; К1 - K2SO4H2O.
По данным табл. 1 построена схематическая фазовая диаграмма (фазовой комплекс) системы Na,K,Mg,Ca||SO4,Cl-H2O при 0 °С в области кристаллизации мирабилита на уровне пятикомпонентного состава (рис. 1)
Мб+Та
Ео3
М&+ТП
Е35-
-В,»-
^11
Мб+Ме12
Мб I Ше
■Е>3-
—Е-3-
IvlöliCI
-Ек-
-Ея3
Мб+Си -Е,3 —
-Es5
Рисунок 1. Диаграмма фазовых равновесий (фазового комплекса) системы Na,K,Mg,Ca||SO4,Cl-H2O при 0°С в области кристаллизации мирабилита (Na2SO4•10 H2O), на уровне пятикомпонентного состава
На построенной диаграмме (рис. 1) отражены все геометрические образы (нонвариантные точки, моновариантные кривые, дивариантные поля) системы Na,K,Mg,Ca||SO4,Cl-H2O при 0 °С в области кристаллизации мирабилита на уровне пятикомпонентного состава и их взаимное расположение. Характерные для пятерных нонвариантных точек равновесные твердые фазы приведены в табл. 1. Характерные для дивариантных полей равновесные твердые фазы указаны на рис. 1. Для моновариантных кривых, проходящих между пятерных нонвариантных точек, характерен следующий фазовый состав осадков:
н,5 F,5
в,5 Ei"
Е/ Еи
в,5 Es'
En =ЬБ+Гп+КЛ:
Е-1 -Ее1
Е;' - -ЪГ
Es' Eif =ЬБ+Си+К3:
^ En"
Ер1 Ei v
Ец: =ЪС+Гп+Си
Ец: Ei/ =ЪБ+Га+Гп
Трансляция пятерных нонвариантных точек на уровень шестикомпонентного состава, их трансформация (превращение) в моновариантные кривые с последующим их пересечением (по законам топологии и с соблюдением правила фаз) сопровождается формированием соответствующих шестерных нонвариантных точек. Математически это можно выразить как сочетание пятерных нонвариантных точек разноименных пятикомпонентных систем, отличающихся друг от друга на одну фазу (требование правила фаз):
Графически, трансляция пятерных нонвариантных точек на уровне шестикомпонентного состава с образованием шестерных нонвариантных точек, показано на рис. 2 в виде совмещаемой диаграммы фазового комплекса системы Ка,К,М§,Са||804,С1-Н20 при 0 °С в области кристаллизации мирабилита (Ка2Б0410Н20) на уровнях пяти- шести-компонентного составов.
Рисунок 2. Совмещенная диаграмма фазовых равновесий (фазового комплекса) системы Ка,К,М§,Са||Б04,С1-Н20 при 0 °С в области кристаллизации мирабилита (Ка2Б04^10Н20) на уровнях пяти-шестикомпонентного составов, построенная методом трансляции.
На рис.2 тонкие сплошные линии обозначают моновариантные кривые уровня пятикомпонентного состава. Пунктирные линии со стрелками обозначают моновариантные кривые уровня шестикомпонентного состава. Они образованы при трансляции пятерных нонвариантных точек на уровень шестикомпонентного состава. Стрелка указывает на направление трансляции. Равновесные твердые фазы, характерные этим моновариантным кривым, идентичны равновесным твердым фазам соответствующих пятерных нонвариантных точек (табл. 1). Полужирные сплошные линии также являются моновариантными кривыми уровня шестикомпонентного состава. Им характерен следующий фазовый состав осадков:
■е|бГп+\£гН1хгН\% 10 6 Гп+\БЮт+-Ше ^ с
В табл. 2 приведены перечень и контуры дивариантных полей системы Ка,К,М§,Са||Б04,С1-Н20 при 0 °С в области кристаллизации мирабилита (Ка2Б0410Н20).
Таблица 2
Перечень и контуры дивариантных полей системы Ка,К,М§,Са||Б04,С1-Н20 при 0 °С в
области кристаллизации мирабилита (№2804 10Н20).
твердые фазы
Бсш^ры псхгт на
: • : 1 .. ''х. - ■ на
диаграмме
Ь&-Гп€1Ь
Л'Ь. 11 п I
^«-(Га+Си
1Е+ГпЮ!
ЕА3-.
Е___
Е<-
Ез" ■
Еа5.
Ее'______
-Э-Е,6
-Ы'-Г
->Ег
^Ь+Ше-ЖЗ!
1&СиНПе
Е/-
ж
Е-~ -
А
Ед5-----------------
11!----------
Ев----------
Е3=---------->Е-6
А*
Ев5------
Еа5----
Е 12" -
ЛИТЕРАТУРА
1. Аносов В.Я., Озерова М. И., Фиалков Ю.Я. Основы физико-химического анализа.-М., «Наука», 1976, 504с.
2. Горощенко Я.Г., Солиев Л. // Журн. Неорган. химии, 1987. Т.32. №7. С. 1676.
3. Курнаков Н.С. // ДАН СССР. 1939. Т. 25. №5, с.384.
4. Курнаков Н.С. Введение в физико-химический анализ.-М.-Л. Изд. АН СССР. 1940.562с.
5. Горощенко Я. Г. Физико-химический анализ гомогенных и гетерогенных систем-Киев: Наукова думка. 1978, 490с.
6. Горощенко Я.Г. Массцентрический метод изображения многокомпонентных систем. Киев: Наукова думка. 1982. 264с.
7. Солиев Л. Деп. в ВИНИТИ АНСССР 20.12.87г. № 8990-В87
8. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентных водно-солевой системе морского типа методом трансляции (Кн. 1).-ТГПУ, Душанбе, 2000, 247с.
9. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентных водно-солевых систем морского типа методом трансляции (Кн. 2). Душанбе, «Шуцоиён», 2011, 147с.
10. Солиев Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентной водно-солевой системе морского типа (Кн. 3). Душанбе, «Эр-Граф», 2019, 236с.
11. Солиев Л. // Журнал неорганической химии. 2004. Т. 49. № 10. С. 1734.
12. Солиев Л. // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: химия, биология, фармация. 2019, № 2, С. 25.
13. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем. Санкт-Петербург «Химиздат», II, Кн.1-2, 2009, 1247с.
СТРОЕНИЕ ФАЗОВОГО КОМПЛЕКСА СИСТЕМЫ
Ш,К,М&Са||804,С1-Н20 ПРИ 0 аС В ОБЛАСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ МИРАБИЛИТА ^а2804 10Н20)
Методом трансляции определены фазовые равновесия на геометрических образах системы Na,K,Mg,Ca\\S04,Cl-H20 при 0 °С в области кристаллизации мирабилита (Иа2$>04'10 Н20). Установлено, что исследуемая система при 0 °С в области кристаллизации мирабилита ^а^О^Ю Н20) характеризуется наличием 3 нонвариантных точек, 10 моновариантных кривых и 12 дивариантных полей. Построена диаграмма фазового комплекса (фазовых равновесий) системы в области кристаллизации мирабилита, которая фрагментирована по дивариантным полям кристаллизации равновесных твердых фаз.
Ключевые слова: система, фаза, геометрические образы, диаграмма, фазовый комплекс, компонент.
THE STRUCTURE OF THE PHASE COMPLEX OF THE SYSTEM Na, K, Mg, Ca || SO4, CI - H2O AT 0 0C IN THE REGION CRYSTALLIZATION OF MIRABILITE (Na2SO4 10H2O)
Phase equilibria was determined by the translation method on geometric images of the Na, K, Mg, Ca 11 SO4, Cl - H2O system at 0° C in the crystallization region of mirabilite (Na2SO410 H2O). It was found that the system under study at 0°C in the region of mirabilite crystallization (Na2SO410H2O) is characterized by the presence of 3 invariant points, 10 monovariant curves and 12 divariant fields. A diagram of the phase complex (phase equilibria) of the system in the region of mirabilite crystallization is constructed, which is fragmented according to the divariant crystallization fields of equilibrium solid phases.
Key words: system, phase, geometric images, diagram, phase complex, component.
Сведения об авторах:
Жумаев Маъруфжон Тагоймуротович - к.х.н., доцент кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета. им. С. Айни. Телефон: (+992)-90-44-44-100. E-mail: [email protected]
Information about authors:
Jumaev Mа'rufjon Tagoymurotovich - Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Departament of General and Inorganic Chemistry of Tajik State Pedagogical University named after S.Aini. Phone: (+992) - 90 - 4444 - 100. E-mail: soliev. lutfullo@yandex. com
ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ Fe(III) С 1-ФЕНИЛ-2,3-ДИФЕНИЛПИРАЗОЛИНТИОНОМ-5 В СЕРНОКИСЛОМ РАСТВОРЕ
МабаткадамзодаК.С. Сафармамадзода С.М., Рахматуллоев Б.К.
Таджикский национальный университет
Изучение комплексообразования переходных металлов с азотсодержащими гетероциклическими лигандами представляет собой одно из динамично развивающихся направлений современной координационной химии. Богатство способов координации лигандов, содержащие в своем составе донорных атомов (S, N) как лигандов позволяет получать комплексы различного состава и строения, в том числе соединения, обладающие повышенным откликом на изменение внешних условий, что вызывает большой интерес, как с теоретической, так и с практической точек зрения. К числу интенсивно исследуемых классов координационных соединений принадлежат комплексы переходных металлов с такими гетероциклическими лигандами, как производные пиразолонов. Из литературных источников известно, что пиразолоны вступают в реакции комплексообразования с рядом элементов и используются как аналитические реагенты для выделения и разделения различных металлов (Pt, Ag, Cu, Zn и др) из их растворов. Исследование комплексообразования пиразолона с таким переходным металлом как железо, изучение устойчивость и различные термодинамические характеристики в зависимости от концентрации и температуры опыта являются серьезной фундаментальной проблемой современной координационной и неорганической химии, который определяет актуальность настоящей работы. Вместе с тем в настоящее время внимание исследователей уделяется изучению комплексообразования железа с различными органическими лигандами. Комплексные соединения железа имеют огромное значение для обеспечения процессов жизнедеятельности живых организмов. В настоящее время в литературе имеются отдельные сведения относительно комплексообразования железа (II) и (III) с некоторыми производными пиразолами . В работе [1] приводятся сведения о термодинамических свойствах комплексного соединения Fe(II) с трис(3,5-диметилпиразол-1-ил)метаном. При 100-300К методом адиабатической калориметрии изучена температурная зависимость
