Введение к работе
Актуальность проблемы обусловлена потребностями науки и технологии в достоверных количественных данных по энтальпиям и теплоємкостям многокомпонентных солевых растворов, так как имеющийся большой материал по термохимическим данным относится в основном к 298К и бинарным растворам. Для многокомпонентных растворов при температурах, отличных от 298К, имеется только отдельные значения.
Бесперспективность нахождения энтальпий и теплоємкостей многокомпонентных солевых систем экспериментальным путем вызывает необходимость создания расчетных методов, позволяющих вычислять термодинамические свойства многокомпонентных систем на основе данных'для систем бинарных.
Существует ряд частных методов расчета и оценки отдельннх . термодинамических величин- расчет теплот смешения,растворения, теплоемкости растворов с использованием правила Здановского, теплот смешения изомоляльных растворов с использованием правила Харнеда и т. д.
Целью работы является создание метода расчета энтальпий и теплоємкостей растворов, связывапцего растворимость в бинарных системах с термохимическими свойствшли ненасыщенных многокомпонентных солевых систем, отработка алгоритма расчета и создание компьютерных программ.
Для всестороннего сравнения расчетных и экспериментальных величин необходимы и экспериментальные исследования теплот растворения и теплоємкостей растворов.
Работы,связывающие данные по растворимости в бинарных системах с энтальпиями и теплоемкостью многокомпонентных солевых систем в настоящее время отсутствуют.
Выбор объекта исследования - четверной системы Natt-KCZ-HaCti ИіО в интервале температур 273-373К - обусловлен тем,что,во-первых, она содержит как безводные сот[На(Я,К(Я.) ,так и криста-ллогидратн {H%(&vbHiO,NnU-XHiO) и,наконец,двойную соль KU-Mgilf ЬНіО . Во-вторых,данная система лежит в основе технологии
получения соответствующих солей. Кроме того,в исследуемой системе) и ее тройных и бинарных подсистемах всесторонне и с достаточной точностью исследована растворимость.
Актуальность исследования подтверждается соответствием его планам РАН на 1991 - 1995 гг. комплексные программы "Химическая термодинамика","Теплофизика и теплоэнергетика" - научные советы 2.19 и 1.9.4 .
Для выполнения поставленной в работе задачи было необходимо:
1. Усовершенствовать адиабатическую калориметрическую установку и произвести измерения теплот растворения и теплоємкостей растворов,существенно дополнявцие имещиеся данные и иллю-стрирулцие действенность предлагаемого метода расчета.
- 2.Разработать метод и алгоритм расчета теплот растворения, смешения и теплоємкостей многокомпонентных растворов на основе данных по растворимости в бинарных системах с использованием вириального рааложения избыточной энергии Гиббса раствора по методу Питцера для расчета активностей компонентов раствора.
На заіцкту выносятся:
1. Результаты экспериментальных исследований:
1.1.Теплоты растворения КС1 и /ЧуСіубНіО в воде.
1.2.Теплоты растворения М»С и КС1 в растворах системы
NaCt-KU-HjjttfHiO.
1.3.Теплоемкость растворов в системе NaCl-MQCJUirHiO-.
2.Метод описания и расчета энтальпий и теплоємкостей многокомпонентных солевых растворов на основании зависимости растворимости в бинарных системах от температуры с использованием вириального разложения избыточной энергии Гиббса.
Научная новизна и практическая значимость:
1,Получены экспериментальные данные по теплотам растворения солей в воде и многокомпонентных растворах,теплоемкости в многокомпонентных растворах,существенно дополняющие известные результаты.
2.Предложен и проверен на собственном и литературном экспериментальном материале метод расчета теплот растворения,
смешения и теплоємкостей многокомпонентных солевых растврров,
пригодный для технологических расчетов. ;
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на ХУШ межвузовской конференции молодых ученых "Современные проблемы физической химии растворов" г.Ленинград, 1991 г.
Публикации.По результатам диссертационной работы опубликованы 4 статьи и 1 тезисы докладов.
Структура и объем работы.Диссертация состоит из введения, . трех глав,кратких выводов,списка литературы и приложения.Работа изложена на 173 страницах, включая, 29 рисунков. Приложение, содержит 20 таблиц,список литературы - 201 источник.
