KH2PO4-KCl-H2O、NH4H2PO4-NH4Cl-H2O三元体系283.15 K相平衡研究

doi:10.11962/1006-4990.2019-0639

摘要/Abstract

摘要：

采用等温溶解平衡法研究了三元体系KH₂PO₄-KCl-H₂O、NH₄H₂PO₄-NH₄Cl-H₂O在283.15 K时的相平衡,并用湿渣法与X射线衍射相结合的方法鉴定了平衡固相的组成与结构。结果表明,三元体系KH₂PO₄-KCl-H₂O和NH₄H₂PO₄-NH₄Cl-H₂O为简单共饱和型,无固溶体或加合物形成,每个相图包含1个不变点、2条单变量曲线和3个结晶区。运用Pitzer电解质溶液理论计算了简单三元体系KH₂PO₄-KCl-H₂O、NH₄H₂PO₄-NH₄Cl-H₂O的饱和溶解度数据,结果表明,KH₂PO₄-KCl-H₂O体系的相对平均偏差为0.046,均方根偏差为0.29,NH₄H₂PO₄-NH₄Cl-H₂O体系的相对平均偏差为0.044,均方根偏差为0.31,溶解度理论计算结果与实验值基本一致。

关键词: 三元体系, 相平衡, 溶解度, Pitzer模型

Abstract:

The phase equilibrium of KH₂PO₄-KCl-H₂O and NH₄H₂PO₄-NH₄Cl-H₂O at 283.15 K was determined by using isothermal dissolution equilibrium method.The composition and structure of equilibrium solid phase were identified by analy-sis of wet slag and X-ray diffraction.Results showed that the ternary systems KH₂PO₄-KCl-H₂O and NH₄H₂PO₄-NH₄Cl-H₂O were simple cosaturated,and no solid solution or adduct was formed.Each phase diagram contained one invariant point,two univariate curves and three crystallization regions.The saturated solubility data of simple ternary systems KH₂PO₄-KCl-H₂O and NH₄H₂PO₄-NH₄Cl-H₂O were calculated by Pitzer electrolyte solution theory.Results showed that the relative average deviation and the root mean square error of KH₂PO₄-KCl-H₂O system were 0.046 and 0.29 respectively,and the relative average deviation and the root mean square error of NH₄H₂PO₄-NH₄Cl-H₂O system were 0.044 and 0.31 respectively.The calculated value agreed with the experimental value well.

Key words: ternary system, phase equilibrium, solubility, Pitzer model

中图分类号:

TQ126.35

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Wu Qiang,Hu Xue,Zhu Jing,Yang Jiamin,Li Tianxiang. Phase equilibrium of KH₂PO₄-KCl-H₂O and NH₄H₂PO₄-NH₄Cl-H₂O ternary system at 283.15 K[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2020, 52(11): 24-28.

图/表 9

表1

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参考文献 19

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编号	液相组成/%（质量分数）				湿渣组成/% （质量分数）		固相
	实验值		Pitzer计算值		湿渣组成/% （质量分数）
	w （KH₂PO₄）	w （KCl）	w （KH₂PO₄）	w （KCl）	w （KH₂PO₄）	w （KCl）
1（b）	15.47	0.00	15.52	0.00	—	—	KH₂PO₄
2	10.99	4.49	10.96	4.48	64.28	2.14	KH₂PO₄
3	8.15	8.61	8.05	8.56	52.21	4.26	KH₂PO₄
4	6.27	12.36	6.15	12.30	72.50	3.30	KH₂PO₄
5	4.77	15.95	5.02	16.08	70.70	4.43	KH₂PO₄
6	3.86	19.28	3.86	19.28	62.86	7.35	KH₂PO₄
7	3.06	22.61	3.00	22.58	62.19	8.31	KH₂PO₄
8（d）	2.93	22.99	2.25	22.62	35.50	22.76	KH₂PO₄+ KCl
9	2.87	23.01	2.21	22.65	1.77	58.17	KCl
10	1.58	23.12	2.00	23.35	1.04	56.86	KCl
11（a）	0.00	23.69	0.00	24.22	—	—	KCl

编号	液相组成/%（质量分数）				湿渣组成/%（质量分数）		固相
	实验值		Pitzer计算值		湿渣组成/%（质量分数）
	w（NH₄Cl）	w（NH₄H₂PO₄）	w（NH₄Cl）	w（NH₄H₂PO₄）	w（NH₄Cl）	w（NH₄H₂PO₄）
1（e）	24.98	0.00	25.47	0.00	—	—	NH₄Cl
2	24.54	1.39	24.70	1.74	53.51	0.88	NH₄Cl
3	24.31	2.84	24.05	2.28	57.02	1.57	NH₄Cl
4	24.14	3.35	23.76	2.53	82.89	0.81	NH₄Cl
5（g）	23.64	4.47	23.64	4.48	10.51	61.23	NH₄Cl+ NH₄H₂PO₄
6	21.63	5.04	21.66	5.11	4.76	76.05	NH₄H₂PO₄
7	18.61	6.10	18.61	6.09	4.84	72.45	NH₄H₂PO₄
8	14.98	7.49	15.07	7.69	4.02	70.66	NH₄H₂PO₄
9	11.52	9.60	11.43	9.41	2.91	72.95	NH₄H₂PO₄
10	7.58	12.69	7.41	12.33	2.63	68.95	NH₄H₂PO₄
11	3.78	16.89	3.63	16.57	1.66	60.15	NH₄H₂PO₄
12（f）	0.00	22.01	0.00	22.60	—	—	NH₄H₂PO₄

单盐参数	β^（0）	β^（1）	C^Φ
KCl	0.048 35	0.212 2	-0.000 84
KH₂PO₄	-0.067 80	-0.104 2	0.000 00
NH₄Cl	0.052 20	0.191 8	-0.003 01
NH₄H₂PO₄	-0.070 40	-0.415 6	0.006 69

温度系数	?β^（0）/?T	?β^（1）/?T	?C^Φ/?T
KCl	5.794×10⁴	10.71×10⁴	-5.095×10⁴
KH₂PO₄	6.045×10⁴	28.60×10⁴	-10.110×10⁴
NH₄Cl	0.779×10⁴	12.58×10⁴	2.100×10⁴
NH₄H₂PO₄	1.510×10⁴	22.80×10⁴	-2.840×10⁴

单盐参数	β^（0）	β^（1）	C^Φ
KCl	0.039 659	0.196 135	0.006 803
KH₂PO₄	-0.076 870	-0.147 100	0.015 165
NH₄Cl	0.051 032	0.172 930	-0.006 160
NH₄H₂PO₄	-0.072 670	-0.449 800	0.010 950

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KH₂PO₄-KCl-H₂O、NH₄H₂PO₄-NH₄Cl-H₂O三元体系283.15 K相平衡研究

Phase equilibrium of KH₂PO₄-KCl-H₂O and NH₄H₂PO₄-NH₄Cl-H₂O ternary system at 283.15 K

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