Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: termodynamika roztworów

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Równowaga rozpuszczalności soli w roztworach elektrolitów . Układy typu MeSO4-H2SO4-H2O

Przepiera A.

Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej. Instytut Inżynierii Chemicznej i Chemii Fizycznej

1999

Nr 551 (35)

7-342

Równowagi rozpuszczalności w roztworach elektrolitów są ważne w wielu procesach przemysłu chemicznego nieorganicznego. W wielu gałęziach tego przemysłu występują operacje jednostkowe, które prowadzi się w wodnych roztworach soli i kwasów nieorganicznych. Układy typu MeSO4-H2SO4-H2O, gdzie MeSO4 oznacza sole metali przejściowych związane są z siarczanową metodą wytwarzania dwutlenku tytanu. Praca dotyczy termodynamicznych właściwości tego typu wieloskładnikowych roztworów elektrolitów i równowag rozpuszczalności soli. Omówiono zagadnienia dotyczące termodynamicznego opisu roztworów elektrolitów. Przyjęto, że równowagę rozpuszczalności soli w roztworze wieloskładnikowym można przedstawić podobnie jak równowagę reakcji chemicznej. Zdefiniowano standardową i termodynamiczną stałą równowagi rozpuszczalności soli. Przedstawiono metodę obliczania wartości termodynamicznej stałej równowagi rozpuszczalności w funkcji temperatury, w której wykorzystuje się eksperymentalne dane o rozpuszczalności soli w funkcji stężenia i temperatury, a współczynniki aktywności składników i aktywność wody w roztworze nasyconym oblicza się z opracowanego przez K.S. Pitzera modelu stężonych roztworów elektrolitów. Omówiono szczegółowo rozszerzenie tego modelu opracowane w 1995 roku i metodę estymacji występujących w tym modelu parametrów oddziaływań jonowych wyższego rzędu theta(ij) i psi(ijk) dla układów typu MeSO4-H2SO4-H2O. Przedstawiono zastosowanie tego modelu do termodynamicznego opisu właściwości wodnych roztworów kwasu siarkowego H2SO4-H2O, w zakresie temperatur od 273,15 do 373,15°K i właściwości roztworów dla układów FeSO4-H2SO4-H2O i MnSO4-H2SO4-H2O. Omówiono wyniki badań eksperymentalnych rozpuszczalności soli w układach trójskładnikowych FeSO4-H2SO4-H2O i MnSO4-H2SO4-H2O w zakresie temperatur od 293,15 do 353,15 °K. Parametry modelu K.S. Pitzera dla układów dwuskładnikowych FeSO4-H2O i MnSO4-H2O w funkcji temperatury określono na podstawie wyników pomiarów entalpii rozpuszczania tych soli w wodzie oraz pomiarów prężności par ich roztworów w szerokich zakresach stężenia i temperatury. Przedstawiono wyniki obliczeń wartości termodynamicznej stałej równowagi rozpuszczalności soli dla układów FeSO4-H2SO4-H2O i MnSO4-H2SO4-H2O. Dla układu FeSO4-H2SO4-H2O wyznaczono dla zakresu temperatur od 273,15 do 353,15°K wartości występujących w modelu K.S. Pitzera parametrów oddziaływań jonowych wyższego rzędu theta(Fe,H) i psi(Fe,H,SO4), które przedstawiono za pomocą równań regresji w funkcji temperatury i stężenia kwasu siarkowego. Omówiono wybrane zagadnienia związane z technologią wytwarzania dwutlenku tytanu i znaczenie termodynamicznych właściwości roztworów soli metali przejściowych w kwasie siarkowym dla tej technologii. Szczegółowo omówiono zagadnienia termodynamiczne związane z procesem zatężania odpadowych roztworów kwasu siarkowego i krystalizacją rozpuszczonych w tych roztworach soli metali przejściowych. Przedstawiono opracowaną na tej podstawie technologię zatężania i recyrkulacji kwasu pohydrolitycznego w siarczanowej metodzie wytwarzania dwutlenku tytanu, która została zastosowana w warunkach przemysłowych.

Solubility equilibria in electrolyte solutions are important for many processes in the inorganic chemical industry. Unit operations taking place in aqueous solutions of inorganic salts and acids are found in numerous branches of this industry. MeSO4-H2SO4-H2O systems, with MeSO4 denoting transition metal salts, are exploited in the sulphate method for production of titanium dioxide. This work deals with thermodynamic properties of the above multicomponent electrolyte solutions and solubility equilibria of salts. Problems encountered in the thermodynamic description of electrolyte solutions are discussed. The assumption was made that the solubilty equilibrium of a salt in a multicomponent solution can be regarded as equilibrium of a chemical reaction. Standard and thermodynamic solubility equilibrium constants have been defined. A method is presented for calculating thermodynamic solubility equilibrium constants as a function of temperature, using experimental data on the solubility of salt as a function of concentration and temperature. Activity coefficients for components and activity of water in saturated solution have been calculated basing on the model of concentrated electrolyte solutions introduced by K.S. Pitzer. Extension of this model presented in 1995 is discussed in detail, as well as the method for estimating the model's higher order ionic interaction parameters theta(ij) and psi(ijk) for MeSO4-H2SO4-H2O systems. This model has been applied to the thermodynamic description of properties of aqueous sulphuric acid H2SO4-H2O solutions over a temperature range from 273.15 to 373.15°K and for FeSO4-H2SO4-H2O and MnSO4-H2SO4-H2O systems. The experimental solubility data for three-component FeSO4-H2SO4-H2O and MnSO4-H2SO4-H2O systems over a temperature range from 293.15 to 353.15°K are discussed. Parameters of the Pitzer's model for binary FeSO4-H2O and MnSO4-H2O systems as a function of temperature have been established by measurement of enthalpy for these salt solutions in water and their vapour pressure over a wide range of concentrations and temperatures. The thermodynamic solubility equilibrium constant for FeSO4-H2SO4-H2O and MnSO4-H2SO4-H2O systems has been calculated. The Pitzer's model higher order ionic interaction parameters theta(Fe,H) and psi(Fe,H,SO4) for the FeSO4-H2SO4-H2O system over a temperature range from 273.15 to 353.15°K have been determined and their functional dependence with temperature and sulphuric acid concentration have been evaluated using regression analysis. A discussion is presented of some aspects of the sulphate technology for titanium dioxide production, as well as the relevance for this technology of thermodynamic properties of solutions of transition metal salts in aqueous sulphuric acid. The reprocessing and recycling of posthydrolytic sulphuric acid solutions and crystallization of dissolved transition metal salts from the point of view of thermodynamics are analyzed in detail. On these grounds, a method for concentrating and recycling of posthydrolytic acid has been developed and applied on an industrial scale for the production of titanium dioxide.