Введение к работе
Актуальность работы. Необходимость систематического изучения двойных водно-солевых систем при высоких давлениях и температурах обусловлена как расширяющимися возможностями теоретических представлений в области термодинамики водных растворов электролитов, так и возрастающими потребностями практического использования таких систем в энергетике, химической технологии, охране окружающей среды. Причем в качестве основных задач выдвигается как получение высокоточных термодинамических данных и разработка способов их обработки, так и развитие различных расчетных методов с .целью сокращения объема экспериментальных исследований. Комплекс мероприятий по получении, сбору, оценке, обработке и хранению экспериментальных данных о водно-солевых системах при высоких параметрах предусмотрен научно-технической программой Госстандарта и АН СССР "Водные растворы", принятой на 1986-1990 гг. , в соотвествие с которой Химический факультет МГУ должен провести изучение растворимости и объемных свойств хлоридов щелочноземельных металлов в широком интервале температур и давлений.
Цель работы можно сформулировать следующим образом : развитие
расчетных й экспериментальных методов определения барической
зависимости объемных свойств двойных водных растворов хлоридов
щелочноземельных металлов; предложить метод построения уравнений
состояния растворов, описывающих объемные свойства систем в
широком диапазоне параметров состояния с высокой точностью, и их
применение для расчета других термодинамических свойств растворов,
включая растворимость; экспериментальное определение влияния
давления на фазовые равновесия в системах соль-вода с участием
хлоридов щелочноземельных металлов; создание системы
взаимосогласованных термодинамических данных для четырех двойных водно-солевых систем MeCl^-H^O, где Me=Kg»Ca,Sr,Ba.
Научная новизна. Впервые получены данные по зависимости растворимости от давления до 600 МПа при нескольких температурах в системах хлорид щелочноземельного металла - вода с использованием разработанной методики прямого определения растворимости. Впервые проведено систематическое изучение объемных свойств водных растворов хлоридов щелочноземельных металлов в диапазоне
температур от 273 до 363К, давлений до 200 НПа и концентраций от разбавленных до насыщения. Полученные данные по сжимаемости позволили построить уравнения состояния этих растворов. С использованием подхода Таммана-Гибсона рассчитаны парциальные объемы, химические потенциалы компонентов в растворах, объемные эффекты растворения в указанном выше диапазоне параметров, проведен расчет растворимости кристаллогидратов изучаемых солей в воде при высоких давлениях до 300 НПа.
Научно-практическая значимость. Новые численные данные, полученные как экспериментально, так и расчетным путем, могут быть переданы в СНК КОДАТА для последующей аттестации их в качестве рекомендованных справочных данных. Предложенный метод построения уравнений состояния водных растворов хлоридов щелочноземельных металлов позволяет использовать их во всем концентрационном диапазоне, в том числе и для расчета фазовых равновесий при повышенных температурах и давлениях, что может быть особенно важно при изучении процессов мииералообразования, гидротермального синтеза, а также обеспечить потребности практики в высокоточных объемных свойствах растворов хлоридов щелочноземельных металлов. Результаты работы могут быть использованы в организациях, изучающих строение и свойства водных растворов электролитов фазовые равновесия в системах соль-вода при высоких давлениях и температурах (ИОНХ АН СССР, ГЕОХИ АН СССР, ЛТИим. Ленсовета. ИЭМ АН СССР, ВНИИСИМС. СО ГОИН и др.), а также для развития теории растворов электролитов. Использованные в работе экспериментальные методы могут найти применение в дальнейших исследованиях водно-солевых систем при высоких давлениях.
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались на Ежегодных семинарах экспериментаторов в области глубинных процессов (ГЕОХИ АН СССР, 1985, 1986, 1987 и 1988 гг. ), на конференциях молодых ученых Химического факультета МГУ в 1985, 1986 и 1987 гг., на университетском симпозиуме пс проблемам Мирового океана (МГУ, 1987), на IV Международном симпозиуме по явлениям растворимости (USA, Rensselaer Polytechnic Institute, їгоу, 1-3 August 1990).
По материалам диссертации опубликовано 5 статей и тезисы докладов 3 конференций.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,
четырех глав, заключения, библиографии и приложения. Содержание работы изложено на (Об страницах машинописного текста, включая список литературы (/^наименования), ?/ иллюстраций, и/у' таблиц. В приложении ~2/ таблиц, содержащие некоторые численные данные и текст '.рограммы для ПЭВМ.