Николаева Ирина Юрьевна
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
|
содержание |
Распределение борной кислоты между жидкостью и газом исследовалось при температуре 100oС и атмосферном давлении в экспериментальной установке. Раствор борной кислоты нагревался до кипения и затем производился отбор конденсата при помощи стеклянного холодильника. Проведены несколько серий опытов с различными концентрациями борной кислоты, режимами кипения и отбора конденсата. Выявлены факторы, искажающие распределение бора в этой установке. При частичной конденсации пара на пути отбора происходит перераспределение бора и результат занижается. При испарении на стенках колбы капель раствора наблюдается завышение переноса бора. В дальнейшем эти опыты отбракованы и не рассматриваются. Для того чтобы избежать воздействия искажающих результат факторов, температура всей установки поддерживалась постоянной при помощи дополнительных нагревателей. Это позволило получить несколько серий опытов, результаты которых хорошо согласуются между собой и лежат на линии, соответствующей выполнению закона Рауля. Они близки к значениям, полученным в работе (Стырикович и др., 1960), но продолжают линию для области больших концентраций бора. Выполнение закона Рауля соответствует постоянству коэффициента распределения от концентрации бора в растворе, что означает, что степень полимеризации борной кислоты в водном растворе и газовой фазе одинакова. В слабокислых водных растворах преобладает мономер борной кислоты, следовательно, и в газовой фазе следует ожидать такую же форму, что согласуется с результатами исследования растворимости борной и метаборной кислот.
Среднее значение lgKD составило -2.73, стандартное отклонение 0.37. Доверительный интервал, рассчитанный для вероятности 0.95 для всей совокупности экспериментальных данных (117 точек), составил 0.07.
Экспериментальный метод, который мы использовали для определения коэффициентов распределения бора, не позволяет проводить опыты при повышенных температурах и давлениях. Для уточнения коэффициента распределения бора в этих условиях и согласования термодинамических данных по твердым фазам, растворенным и газовым формам бора проведены термодинамические расчеты. Распределение бора между жидкостью и газом рассчитывалось по реакции:
H3BO3,(aq) = H3BO3,газ
Из константы этой реакции
K=Р(H3BO3,газ)/a(H3BO3,(aq))
может быть вычислен мольнодольный коэффициент распределения
KD=K*55,51/P(H2O),
где 55.51 - количество молей воды в 1 кг, P(H2O) - давление насыщенного пара воды при соответствующей температуре.
Свободные энергии образования растворенной борной кислоты были рассчитаны по модели HKF по коэффициентам из работы (Акинфиев и др., 2006). Для газообразной формы H3BO3,газ свободные энергии вычислены по полученной нами растворимости борной и метаборной кислот (глава 3). Кроме того, проведены термодинамические расчеты при помощи программы UNITHERM (автор - Ю.В.Шваров) по рекомендованным нами термодинамическим данным для этой формы. Результаты расчетов в сопоставлении с прямыми экспериментальными определениями показаны на рис. 6. Они хорошо согласуются с литературными данными и экспериментальным значением при 100оС.
|
