Реферат: Термодинамические свойства хлоридов натрия и магния в смесях воды с 2-пропанолом и 2- бутанолом

Термодинамические свойства хлоридов натрия и магния в смесях воды с 2-пропанолом и 2- бутанолом

Е.Р.Пушкарь

Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоновова, Факультет Наук о Материалах, Россия

Расслаивающиеся водно-органические солевые системы широко используются для разделения и очистки биологических продуктов, экстракции солей и при производстве удобрений в промышленности. Поэтому разработка термодинамических моделей фаз для расчета равновесий в водно-органических солевых системах, является актуальным направлением работ в области химической термодинамики. Несмотря на многообразие вариантов  описания энергии Гиббса раствора с одним электролитом, до сих пор не создано  единой модели, которая позволяла  бы прогнозировать свойства растворов нескольких электролитов. Одной из причин этого является недостаток экспериментальной информации о термодинамических функциях подобных многокомпонентных систем. Получение ее позволит проверить  корректность прогноза свойств  многокомпонентного раствора на основе моделей фаз меньшей размерности, уточнить при необходимости параметры моделей бинарных растворов, а также определить  тройные параметры полиномиальных термодинамических моделей.

Целью данной работы было исследование термодинамических свойств растворов в тройных системах (NaCl или MgCl2) –H2O – ^ 2-CnH2n+1OH(n = 3; 4) и четверной NaCl – MgCl2 – H2O – 2-C3H7OH при температуре 298,15К с помощью модели Питцера, и одновременный расчет параметров междуионных взаимодействий. В ходе исследований выполнялась практическая задача – экспериментальное определение среднеионных коэффициентов активностей хлоридов натрия и магния в данных системах.

Среднеионные коэффициенты активности солей в растворах определялись методом электродвижущих сил (ЭДС) с использованием ион-селективных электродов. Для описания термодинамических свойств исследуемых систем применялась полуэмпирическая модель Питцера. На первом этапе для отработки методики и проверки корректности работы электродов проводились тестовые измерения в бинарных системах NaCl- H2O и MgCl2 – H2O.

В данной работе было изучены термодинамические свойства водно-спиртовых растворов хлоридов натрия и (или) магния. Системы со смешанным электролитом, содержали соли в трех различных пропорциях (mNaCl/mMgCl2 =0,1; 1 и 10). По результатам измерений ЭДС были определены среднеионные коэффициенты активности, осмотические коэффициенты и активности смешанного растворителя, а так же рассчитаны стандартные и избыточные энергии Гиббса и параметры взаимодействия, как для тройных систем, так и для четырехкомпонентных систем.

Модель Питцера, использующая параметры тройного взаимодействия, позволила успешно описать экспериментальные данные и рассчитать термодинамические свойства растворов двух электролитов в водно-органических растворителях. Введение ионов Mg2+ в систему NaCl–H2O–2-CnH2n+1OH приводит к положительным отклонениям ее свойств, что свидетельствует об ослаблении взаимодействия между ионами Na+ и Cl- в растворе. Добавление органической компоненты в растворитель приводит к усилению междуионного взаимодействия в изученных растворах. Показано выполнение правила Харнеда для смешанного электролита MgCl2 – NaCl при переходе от чисто водных растворов к спиртовым смесям.