三元体系K +,Cs +//SO4 2--H2O 298.2 K稳定相平衡研究

摘要/Abstract

摘要：

采用等温溶解法开展了三元体系K ⁺,Cs ⁺//SO₄ ^2--H₂O 298.2 K稳定相平衡研究,测定了该体系溶解度、密度及折光率。结果表明,该三元体系在298.2 K下属于复杂体系,有固溶体（K,Cs）₂SO₄产生,且固溶体相区最大;其稳定相图包含3条单变量曲线、3个析出相区和2个共饱点;共饱点处对应的液相组成分别为w（K₂SO₄）=11.69%、w（Cs₂SO₄）=4.02%和w（K₂SO₄）=3.39%、w（Cs₂SO₄）=60.84%。平衡液相的密度和折光率随Cs₂SO₄含量的增大呈现递增的趋势。采用经验公式对平衡液相的折光率进行理论计算,计算值和实验值具有良好的一致性。

关键词: 稳定相平衡, 硫酸钾, 硫酸铯, 固溶体

Abstract:

The stable phase equilibrium of the ternary system K ⁺,Cs ⁺//SO₄ ^2--H₂O has been studied using the isothermal dis-solution method at 298.2 K.The solubilities,densities and refractive indices of the equilibrated solution were determined experimentally.The results showed that the ternary system was of complex type with solid solution [（K,Cs）₂SO₄] formed at 298.2 K,and with the largest crystalline region for the solid solution [（K,Cs）₂SO₄].The stable phase diagram of this ternary system contained three univariant curves,three crystalline zones and two invariant points.The mass fraction composition of the two invariant points were w（K₂SO₄） 11.69%、w（Cs₂SO₄） 4.02% and w（K₂SO₄） 3.39%、w（Cs₂SO₄） 60.84%,respectively. The density and refractive index of the solution increased along with the increase of the Cs₂SO₄ contents.Furthermore,the empirical equation developed in the previous study was used to calculate refractive index of the equilibrated solutions,the calculated values results indicated good consistency with the experimental values.

Key words: stable phase equilibrium, potassium sulfate, cesium sulfate, solid solution

中图分类号:

吴林鑫,曾英,陈佩君,黄鹏,陈瑜,孙玖,于旭东. 三元体系K ⁺,Cs ⁺//SO₄ ^2--H₂O 298.2 K稳定相平衡研究[J]. 无机盐工业, 2019, 51(6): 17-20.

Wu Linxin,Zeng Ying,Chen Peijun,Huang Peng,Chen Yu,Sun Jiu,Yu Xudong. Stable phase equilibrium of the ternary system K ⁺,Cs ⁺//SO₄ ^2--H₂O at 298.2 K[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2019, 51(6): 17-20.

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参考文献 26

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体系	数据来源	液相组成w/%	平衡固相
K₂SO₄-H₂O	文献值[12]	10.75	K₂SO₄
K₂SO₄-H₂O	实验值	10.93	K₂SO₄
Cs₂SO₄-H₂O	文献值[24]	64.20	Cs₂SO₄
Cs₂SO₄-H₂O	文献值	64.63	Cs₂SO₄

编号	ρ/ （g·cm^-3）	n_D	液相组成 w（M）/%		固相组成 w（M）/%		平衡固相
编号	ρ/ （g·cm^-3）	n_D	K₂SO₄	Cs₂SO₄	K₂SO₄	Cs₂SO₄	平衡固相
1,A	1.081 5	1.345 2	10.93	0.00	0.00	0.00	Ar
2	1.096 2	1.346 1	11.93	1.68	88.32	0.27	Ar
3	1.111 9	1.346 8	11.98	3.21	84.28	0.58	Ar
4	1.119 7	1.347 5	11.78	3.55	84.21	0.66	Ar
5,E₁	1.124 6	1.348 1	11.69	4.02	80.50	0.94	Ar+AC
6	1.154 9	1.351 1	10.51	8.36	92.91	1.74	AC
7	1.221 2	1.355 9	10.10	15.01	94.24	3.10	AC
8	1.271 9	1.358 7	9.71	18.42	87.37	4.42	AC
9	1.292 5	1.360 5	9.31	22.24	88.87	4.89	AC
10	1.389 2	1.368 2	8.72	33.69	88.44	5.70	AC
11	1.405 3	1.369 7	8.46	35.39	87.46	6.68	AC
12	1.460 2	1.374 0	7.85	39.64	86.30	8.43	AC
13	1.479 7	1.375 7	7.53	40.17	83.31	7.93	AC
14	1.531 8	1.379 8	7.01	45.18	83.96	9.43	AC
15	1.592 4	1.383 2	6.60	48.68	87.97	9.02	AC
16	1.953 5	1.406 9	3.95	58.92	84.12	13.34	AC
17	1.998 7	1.410 2	3.56	60.99	42.17	39.30	AC
18,E₂	1.998 5	1.409 6	3.39	60.84	0.60	92.67	Cs+AC
19	2.008 7	1.410 5	0.96	62.37	0.34	88.62	Cs
20	2.005 2	1.409 9	0.71	63.96	0.11	94.57	Cs
21,B	2.016 2	1.409 5	0.00	64.63	0.00	0.00	Cs

编号	实验值	计算值	相对误差	编号	实验值	计算值	相对误差
1,A	1.345 2	1.345 2	0.000 0	12	1.374 0	1.388 6	-0.010 7
2	1.346 1	1.348 3	-0.001 7	13	1.375 7	1.388 9	-0.009 6
3	1.346 8	1.350 2	-0.002 5	14	1.379 8	1.394 3	-0.010 5
4	1.347 5	1.350 4	-0.002 1	15	1.383 2	1.398 1	-0.010 8
5,E₁	1.348 1	1.350 8	-0.001 8	16	1.406 9	1.407 3	-0.000 3
6	1.351 1	1.354 5	-0.002 5	17	1.410 2	1.409 4	0.000 6
7	1.355 9	1.361 9	-0.004 4	18,E₂	1.409 6	1.409 0	0.000 4
8	1.358 7	1.365 5	-0.005 0	19	1.410 5	1.407 9	0.001 8
9	1.360 5	1.369 5	-0.006 6	20	1.409 9	1.409 5	0.000 2
10	1.368 2	1.382 5	-0.010 5	21,B	1.409 5	1.409 5	0.000 0
11	1.369 7	1.384 3	-0.010 6

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三元体系K ⁺,Cs ⁺//SO₄ ^2--H₂O 298.2 K稳定相平衡研究

Stable phase equilibrium of the ternary system K ⁺,Cs ⁺//SO₄ ^2--H₂O at 298.2 K

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