ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В ТРОЙНЫХ ВОДНЫХ СИСТЕМАХ CS(NH2)2 – NaCl – H2O, CS(NH2)2 – MgSO4 – H2O, CS(NH2)2 – LiCl – H2O ПРИ 25°C

МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №1»

Исследовательская работа

ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В ТРОЙНЫХ  ВОДНЫХ
СИСТЕМАХ CS(NH2)2 – NaCl – H2O, CS(NH2)2 – MgSO4 – H2O,
CS(NH2)2 – LiCl – H2O  ПРИ 25°C

Автор: Мальцева Елизавета Юрьевна

ученица 8 «Б» класс

Руководитель: 
учитель химии,  
к.х.н. Носков Михаил Николаевич

Верещагино 2018

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………….……….…...3

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР……………………………………………………………….5

2. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ………….……………….……………………….....8

        2.1. Характеристика использованных веществ и оборудования…………...……....8

        2.2. Исследование тройной системы CS(NH2)2-NaCl-H2O при 25°C……………….8

          2.2.1. Определение растворимости компонентов системы…….……………….8

              2.2.2. Изучение области нонвариантных равновесий……………………………9

              2.2.3. Изучение областей моновариантных равновесий…………………………9

       2.3. Исследование тройной системы CS(NH2)2-LiCl-H2O при 25°C….…………….11

         2.3.1. Определение растворимости компонентов системы……..………………11

              2.3.2. Изучение области нонвариантных равновесий……….....………………..11

              2.3.3. Изучение областей моновариантных равновесий……...…………………12

     2.4. Исследование тройной системы CS(NH2)2-MgSO4-H2O при 25°C……..………..14

         2.4.1. Определение растворимости компонентов системы……..………………14

             2.4.2. Изучение области нонвариантных равновесий………..…………………..14

             2.4.3. Изучение областей моновариантных равновесий…………………………17

ВЫВОДЫ……….……………..…………………………………………………….………17

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……..……………………………………………………………18

ПРИЛОЖЕНИЕ……………………..………………………………………………………19

ВВЕДЕНИЕ

   В последнее время большой интерес представляют водные системы с органическими компонентами. Изученных тройных систем, с органическими веществами не ионного характера растворения незначительное количество, а еще меньше - четверных систем. Изучено много тройных водных систем с содержанием карбамида. Данное соединение со многими веществами образует химические соединения. Для нас стало интересно, что представляют собой фазовые равновесия в тройных системах, содержащих аналог карбамида - тиокарбамид при 25°С.

Для изучения фазовых равновесий в тройных водных системах были выбраны CS(NH2)2 (тиокарбамид), NaCl (хлорид натрия), LiCl (хлорид лития), MgSO4 (сульфат магния). У данных соединений оптимальная растворимость для проведения исследования. Влияние совместной растворимости этих веществ друг на друга имеет значительный интерес для физико-химического анализа. Для определения совместной растворимости веществ был выбран оптимизированный метод сечений. Этот метод позволяет определять границы нонвариантных фазовых областей, вычислить состав эвтонического раствора и определять составы насыщающих его твердых фаз максимально точно, определить составы на линиях моновариантного равновесия.

Актуальность: Исследование фазового равновесия и построение диаграмм, отражающих полную информацию о фазовых трансформациях в системе, предоставляет возможность получить характеристику любого выбранного состава. Органическое вещество – карбамид, при растворении со многими солями образует значительное количество химических соединений. А как выглядят фазовые равновесия с его аналогом - тиокарбамидом. Образует ли он также химические соединения, как и карбамид, или у него абсолютно другие свойства.

Проблема: Исследованных тройных водных систем содержащих карбамид изучено значительное количество, а систем, с аналогом карбамида – тиокарбамидом незначительное количество.

Цель: Исследовать фазовые равновесия в тройных системах CS(NH2)2-NaCl-H2O, CS(NH2)2-LiCl-H2O, CS(NH2)2-MgSO4-H2O при 25°C.

 Гипотеза: При растворении нескольких веществ, тиокарбамид образует химические соединения с другими компонентами системы, аналогично карбамиду.

Задачи: 

1) Исследовать фазовые равновесия в тройной водной системе CS(NH2)2-NaCl-H2O при 25°C: определить растворимость компонентов системы, установить составы, отвечающие точкам на границе нонвариантной области, вычислить состав эвтонического раствора, найти составы,  отвечающие точкам на линях моновариантного равновесия системы.

2) Исследовать фазовые равновесия в тройной водной системе CS(NH2)2-LiCl-H2O при 25°C: определить растворимость компонентов системы, установить составы, отвечающие точкам на границе нонвариантной области, вычислить состав эвтонического раствора, найти составы,  отвечающие точкам на линях моновариантного равновесия системы.

3) Исследовать фазовые равновесия в тройной водной системе CS(NH2)2-MgSO4-H2O при 25°C: определить растворимость компонентов системы, установить составы, отвечающие точкам на границе нонвариантной области, вычислить состав эвтонического раствора, найти составы,  отвечающие точкам на линях моновариантного равновесия системы.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Оптимизированный метод сечений

Составы равновесных фаз этим методом определяются косвенно, по функциональным зависимостям «состав – свойство» без применения химического анализа. Сущность метода состоит в определении точек изломов, изотерм функциональных зависимостей показателя преломления равновесной жидкой фазы различных исходных смесей компонентов (ИСК) – навесок, составы которых доведены до равновесия и закономерно меняются оптимальным образом по сечениям и разрезам фигуры состава, пересекая несколько пограничных фазовых областей. Последовательность применения оптимизированного метода сечений для исследования водно-солевых систем следующая [1,2]:

1. Определение растворимости компонентов системы, для доказательства их чистоты и возможности использования для дальнейших исследований [1,2]. 

2. Прогнозирование предполагаемого состава нонвариантного раствора системы, планирование исследования нонвариантной области такими сечениями, чтобы они пересекали все грани или границы нонвариантных фазовых областей для определения двух или более составов реперных точек на них [1, 2].

3. Далее исследуются линии моновариантных равновесий всех равновесных твердых фаз при помощи разрезов и сечений оптимальных направлений.

Сечения и разрезы выбираются таким образом, чтобы они проходили через несколько полей фазовых равновесий по лучам кристаллизации компонентов или пересекали конноды и плоскости нонвариантной области системы. На графиках функциональных зависимостей имеются группы взаимно пересекающихся линий, число которых равно числу полей, а одна из них проходит горизонтально (рис. 1 и 2). Координаты точек изломов криволинейных зависимостей, переходящих в горизонтальные прямые, определяются наиболее точно как графическими, так и численными методами [1,2].

ИСК термостатируются при непрерывном перемешивании до установления равновесия, измеряются показатели преломления равновесных жидких фаз, строятся функциональные зависимости его от состава ИСК в данном сечении и определяются координаты точек изломов, на границах нонвариантных областей. Достижение равновесия определяется по постоянству во времени величин физического свойства равновесной жидкой фазы глубоко гетерогенных смесей. Вычисляются основные коэффициенты, устанавливается их равенство на каждой грани нонвариантной области системы, доказывается использование истинных концентраций для выражения составов реперных точек и определяется составы равновесных фаз, находящихся в нонвариантном равновесии [1,2].

Определив по функциональной зависимости составы точек с изменением физического свойства, переносят их в концентрационный треугольник. Изучив серию сечений и получив составы на границах фазовых областей, строят изотерму диаграммы растворимости в целом. Выбор направления и число сечений определяются характером взаимоотношения компонентов системы [1, 2].

Рассмотрим применение оптимизированного метода сечений для тройной системы. Перед исследованием тройной системы А – В – Н2О прежде всего исследуются двойные оконтуривающие системы А – Н2О и В – Н2О (растворимость компонентов системы). Для этого в этих системах набирается 6-8 смесей, половина которых лежит в гомогенной части системы, а вторая половина – в гетерогенной. Проводится термостатирование приготовленных навесок, снимается величина физического свойства жидкой фазы и строится функциональная зависимость физического свойства (показателя преломления) от состава. Полученная зависимость будет аналогична зависимости изображенной на рис. 1. В сечении составы 1-5 гомогенные, где изменяется показатель преломления пропорционально увеличению компонента А. Точки 6 и 7 имеют постоянный показатель преломления, т.к. они лежат в гетерогенной области, где в равновесии находятся кристаллы компонента А и насыщенный раствор. Для компонента В производится аналогичное исследование[1, 2].

Исследования тройной системы начинается с определения состава эвтонического раствора.

Эвтоника – состав насыщенного при постоянных давлении и температуре раствора, находящегося в нонвариантном равновесии с двумя или большим числом твёрдых фаз, причем солевой состав эвтонического раствора находится внутри фигуры, образованной солевыми составами равновесных твердых фаз. При изотермическом испарении эвтонического раствора одновременно выделяются все равновесные твердые фазы, солевой состав которых соответствует солевому составу эвтонического раствора, а при изотермическом титровании – одновременно растворяются [1].

Для этого в тройной системе исследуются составы, расположенные на двух изогидрических сечениях (рис.3). Проводится термостатирование приготовленных навесок, снимается величина физического свойства жидкой фазы и строится функциональная зависимость физического свойства от состава. Полученная зависимость будет аналогична зависимости изображенной на рис. 2. В сечении составы 6-8 расположены в нонвариантной области системы, а 1-5 и 9-11 в моновариантной. Определяют составы реперных точек на всех нонвариантных фазовых границах. Вычисляются основные коэффициенты, доказывают истинные составы нонвариантных равновесных фаз, определяют состав эвтонического раствора.

3) Исследуют все линии моновариантных равновесий, используя сечения оптимальных направлений.  Для определения линий моновариантного равновесия компонента А исследуются ИСК  нескольких сечений (А-2, А-3, А-4) приготовленных на основе растворов компонента В (А-1). И также исследуется линия моновариантного равновесия  компонента В. Полученные функциональные зависимости аналогичны (рис.1) [1, 2].

2. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Характеристика использованных веществ и оборудования

Хлорид натрия.  Бесцветное кристаллическое вещество без запаха, растворимо в воде, плотность 2,165 г/см3. Экспериментально определённая растворимость хлорида натрия составила 27,16% мас.

Тиокарбамид. Белые кристаллы горького вкуса, умеренно растворимы в воде. Экспериментально определённая растворимость тиокарбамида составила 15,07%.

 Сульфат магния (MgSO4·7H2O). Белый порошок, без запаха, горький на вкус, хорошо растворим в воде. Экспериментально определенная растворимость сульфата магния составила 26,10% мас.

Хлорид лития.  Белое кристаллическое вещество без запаха, растворимо в воде, гигроскопичное, плотность 2,068 г/см3. Экспериментально определённая растворимость хлорида лития составила 46,03% мас.

В работе использованы реактивы следующих марок:

• тиокарбамид – марки «хч».
• сульфат магния (семи водный кристаллогидрат) – марки «хч».
• хлорид натрия – марки «хч».
• хлорид лития – марки «хч».
• Дистиллированная вода, nD25=1.3325.

Использованное оборудование

 Взвешивание исходных смесей компонентов проводились на аналитических весах AND HR100A с точностью ±0,0001 г., отборы проб проводились с помощью дозатора Sartorius Proline 1-5 мл. Термостатирование проводилось в пробирках с помощью термостата ТЕРМОДАТ-10К6 с точностью ± 0,1°C. Получение результатов показателя преломления получали с помощью рефрактометра ИРФ-254 Б2М с погрешностью ±1∙10−4 единиц.

2.2. Исследование тройной системы CS(NH2)2-NaCl-H2O при 25°C

2.2.1. Определение растворимости компонентов системы

Первым этапом работы было определение растворимости индивидуальных веществ. Прогнозировали составы для определения экспериментальной растворимости. Выбрали 5 составов, находящихся в гомогенной области (с концентрацией меньше, чем растворимость этих солей при 25°С) и два состава в гетерогенной области (с концентрацией больше, чем растворимость) [2,3]. Спрогнозированные составы были приготовлены, термостатированы при непрерывном перемешивание до установления равновесия, которое определялось по постоянству показателя преломления, измеренного дважды, через определенный период времени. Полученные составы (рис.П4 и П5; табл.П1) представлены на графике зависимости показателя преломления от концентрации. Пересечение прямых указывает на  концентрацию насыщенного раствора при данной температуре (растворимость соли). Полученный результат, растворимость тиокарбамида 15,07% мас., а хлорида натрия – 27,16% мас.

2.2.2. Изучение области нонвариантных равновесий

Для того что бы найти состав эвтонического раствора, необходимо найти точки на границах нонвариантного области [1]. Что бы определить точки на границах этой области, построили изогидрические сечения. На двух сечениях постоянного содержания воды прогнозировались составы ИСК. Полученные составы были приготовлены и термостатировались при непрерывном перемешивание до установления равновесия.  Измеряли показатель преломления дважды через определенный период времени. Строили  зависимости показателя преломления от концентрации приготовленных составов для каждого сечения (рис.П6, П7., табл.П2, П3).

По полученным зависимостям показателя преломления от концентрации графически определили составы x1, x2, x3, x4.  По этим составом  вычислили состав эвтонического раствора E (табл. 4). Состав эвтонического раствора вычисляется по средним значениям коэффициентов точек на одной грани нонвариантной области. Коэффициенты для точек x1 и x4 вычисляются по формуле k={CS(NH2)2}/{H2O}, а для точек x2 и x3 k={NaCl}/{H2O} (табл. 4). Содержание воды в эвтоническом растворе  определяется по формуле {H2O}=100/(k1ср+k2ср+1). Содержание тиокарбамида вычисляется по формуле {CS(NH2)2}= k1ср·{H2O}. Содержание хлорида натрия вычисляется по формуле {NaCl}= k2ср·{H2O}.

Табл.4

Определение состава эвтонического раствора

2.2.3. Изучение областей моновариантных равновесий

Моновариантная область – это область в тройной системе, составы которой состоят  из одного компонента и насыщенного относительно его раствора.

Для того что бы определить область моновариантных равновесий тиокарбамида необходимо определить составы на линии моновариантного равновесия. Для этого были приготовлены три раствора хлорида натрия с концентрациями 7,41%, 15,86% и 20,86%. На основе каждого раствора были приготовлены по 6 ИСК, из которых 4 состава ненасыщенные и 2 насыщенные относительно тиокарбамида. Полученные составы были приготовлены и термостатировались при непрерывном перемешивание до установления равновесия. Измеряли показатель преломления и строили зависимости показателя преломления от концентрации составов ИСК (рис.П8,  рис.П9, рис.П10, табл. 5). По полученным зависимостям показателя преломления от концентрации графически определили составы на лини моновариантного равновесия  тиокарбамида x5, x6, x7. По полученным точкам, соответствующие полученным составам, построили линии моновариантного равновесия (рис.10).

 Область моновариантных равновесий хлорида натрия не исследовалась, в связи незначительного количества тиокарбамида в эвтоническом растворе и незначительной областью моновариантных равновесий хлорида натрия (рис.10, табл.6).

 На рисунке 10 представлен концентрационный треугольник с фазовыми равновесиями в системе CS(NH2)2–NaCl–H2O при 25°C. Система простого эвтонического типа, имеющая следующие фазовые области:

 1) Область ненасыщенных растворов H2O – R1 – E – R2 – H2O. Составы в данной области представляют собой гомогенный не насыщенный раствор.

2)  Область моновариантного равновесия тиокарбамида R2 – E – CS(NH2)2 – R2. Составы в данной области гетерогенные, в твердой фазе находится тиокарбамид.

3)  Область моновариантного равновесия хлорида натрия R1 – E – NaCl – R1. Составы в данной области гетерогенные, в твердой фазе находится хлорид натрия.

4) Область нонвариантного равновесия E – NaCl – CS(NH2)2 – E. В жидкой фазе раствор состава E и твердая фаза NaCl+CS(NH2)2.

Табл.6

Фазовые равновесия в тройной водной системе CS(NH2)2-NaCl-H2O при 25°C

При растворении хлорида натрия и тиокарбамида происходит взаимное высаливание. Компоненты системы не содержат кристаллогидратов. В системе не образуется химических соединений.  

2.3. Исследование тройной системы CS(NH2)2-LiCl-H2O при 25°C

2.3.1. Определение растворимости компонентов системы

Растворимость тиокарбамида была исследована при изучении системы CS(NH2)2- NaCl- H2O при 25°C. Для исследования растворимости хлорида лития выбрали 5 составов, находящихся в гомогенной области (с концентрацией меньше, чем растворимость соли при 25°С) и два состава в гетерогенной области (с концентрацией больше, чем растворимость) [2,3]. Спрогнозированные составы были приготовлены, термостатированы при непрерывном перемешивание до установления равновесия, которое определялось по постоянству показателя преломления, измеренного дважды, через определенный период времени. Полученные составы (рис.П11; табл.П8) представлены на графике зависимости показателя преломления от концентрации. Пересечение прямых указывает на  концентрацию насыщенного раствора при данной температуре (растворимость соли). Полученный результат, растворимость хлорида лития – 46,03% мас.

2.3.2. Изучение области нонвариантных равновесий

Для того чтобы определить точки на границах нонвариантной области, построили изогидрические сечения. На двух сечениях постоянного содержания воды прогнозировались составы ИСК. Полученные составы были приготовлены и термостатировались при непрерывном перемешивание до установления равновесия.  Измеряли показатель преломления, строили зависимости показателя преломления от концентрации приготовленных составов для каждого сечения (рис.П12, П13, табл.П9, П10.).

По полученным зависимостям показателя преломления от концентрации графически определили составы x1, x2, x3, x4.  По этим составом  вычислили состав эвтонического раствора E (табл. 11). Состав эвтонического раствора вычисляется по средним значениям коэффициентов точек на одной грани нонвариантной области. Коэффициенты для точек x1 и x3 вычисляются по формуле k={CS(NH2)2}/{H2O}, а для точек x2 и x4 k={LiCl·H2O}/{H2O}. Содержание воды в эвтоническом растворе  определяется по формуле {H2O}=100/(k1ср+k2ср+1). Содержание тиокарбамида вычисляется по формуле {CS(NH2)2}= k1ср·{H2O}. Содержание моногидрата хлорида лития вычисляется по формуле {LiCl·H2O}= k2ср·{H2O}.

2.3.3. Изучение областей моновариантных равновесий

Для того что бы определить область моновариантных равновесий тиокарбамида необходимо определить составы на линии моновариантного равновесия. Для этого были приготовлены четыре раствора хлорида лития с концентрациями 9,90%, 21,02%, 30,91% и 93,63%. На основе каждого раствора были приготовлены по 6 ИСК, из которых 4 состава ненасыщенные и 2 насыщенные относительно тиокарбамида. Полученные составы были приготовлены и термостатировались при непрерывном перемешивание до установления равновесия. Измеряли показатель преломления и строили зависимости показателя преломления от концентрации составов ИСК (рис.П14 - П17, табл. П14 - П15). По полученным зависимостям показателя преломления от концентрации графически определили составы на лини моновариантного равновесия тиокарбамида x5, x6, x7, x8. По полученным точкам, соответствующие полученным составам, построили линии моновариантного равновесия (рис.18).

Табл.11

Определение состава эвтонического раствора

 Область моновариантных равновесий хлорида лития не исследовалась, в связи незначительного количества хлорида лития в эвтоническом растворе и незначительной областью моновариантных равновесий хлорида лития (рис.18, табл.12). По полученным точкам, соответствующие полученным составам, построили линии моновариантного равновесия (рис.18).

На рисунке 18 представлен концентрационный треугольник с фазовыми равновесиями в системе CS(NH2)2-LiCl-H2O при 25°C. Система простого эвтонического типа, имеющая следующие фазовые области:

 1) Область ненасыщенных растворов H2O – R2 – E – R3 – H2O. Составы в данной области представляют собой гомогенный ненасыщенный раствор.

2)  Область моновариантного равновесия тиокарбамида R2 – E – CS(NH2)2 – R2. Составы в данной области гетерогенные, в твердой фазе находится тиокарбамид.

3)  Область моновариантного равновесия хлорида лития R3 – E – LiCl·H2O  – R3. Составы в данной области гетерогенные, в твердой фазе находится моногидрат хлорида лития.

4) Область нонвариантного равновесия E – CS(NH2)2 – LiCl·H2O – E. В жидкой фазе раствор состава E и твердая фаза CS(NH2)2 + LiCl·H2O.

В системе хлорид лития образует моногидрат, новых химических соединений не образуется.  

Табл.12

Фазовые равновесия в тройной водной системе CS(NH2)2-LiCl-H2O при 25°C

2.4. Исследование тройной системы CS(NH2)2-MgSO4-H2O при 25°C

2.4.1. Определение растворимости компонентов системы

Растворимость тиокарбамида была исследована при изучении системы CS(NH2)2- NaCl- H2O при 25°C. Для исследования растворимости сульфата магния выбрали 4 состава, находящихся в гомогенной области (с концентрацией меньше, чем растворимость соли при 25°С) и два состава в гетерогенной области (с концентрацией больше, чем растворимость) [2,3]. Спрогнозированные составы были приготовлены, термостатированы при непрерывном перемешивание до установления равновесия, которое определялось по постоянству показателя преломления, измеренного дважды, через определенный период времени. Полученные составы (рис.П19; табл.П13) представлены на графике зависимости показателя преломления от концентрации. Пересечение прямых указывает на  концентрацию насыщенного раствора при данной температуре (растворимость соли). Полученный результат, растворимость сульфата магния – 26,10% мас.

2.4.2. Изучение области нонвариантных равновесий

На двух сечениях постоянного содержания воды прогнозировались составы ИСК. Полученные составы были приготовлены и термостатировались при непрерывном перемешивание, измеряли показатель преломления, строили зависимости показателя преломления от концентрации приготовленных составов для каждого сечения (рис. П20, П20, табл. П14, П15).

По полученным зависимостям показателя преломления от концентрации графически определили составы x1, x2, x3, x4.  По этим составом  вычислили состав эвтонического раствора E (табл. 16). Состав эвтонического раствора вычисляется по средним значениям коэффициентов точек на одной грани нонвариантной области. Коэффициенты для точек x1 и x3 вычисляются по формуле k={CS(NH2)2}/{H2O}, а для точек x2 и x4 k={MgSO4·7H2O}/{H2O}. Содержание воды в эвтоническом растворе  определяется по формуле {H2O}=100/(k1ср+k2ср+1). Содержание тиокарбамида вычисляется по формуле {CS(NH2)2}= k1ср·{H2O}. Содержание семи водного сульфата магния вычисляется по формуле {MgSO4·7H2O}= k2ср·{H2O}.

2.4.3. Изучение областей моновариантных равновесий

Для того что бы определить область моновариантных равновесий тиокарбамида необходимо определить составы на линии моновариантного равновесия. Для этого были приготовлены два раствора сульфата магния с концентрациями 7,81% и 17,26%. На основе каждого раствора были приготовлены по 6 ИСК, из которых 4 состава ненасыщенные и 2 насыщенные относительно тиокарбамида. Полученные составы были приготовлены и термостатировались при непрерывном перемешивание до установления равновесия. Измеряли показатель преломления и строили зависимости показателя преломления от концентрации составов ИСК (рис. П22, П23, табл. П17). По полученным зависимостям показателя преломления от концентрации графически определили составы на лини моновариантного равновесия тиокарбамида x5, x6. По полученным точкам, соответствующие полученным составам, построили линии моновариантного равновесия (рис.24).

Табл.16

Определение состава эвтонического раствора

Область моновариантных равновесий семи водного сульфата магния не исследовалась, в связи незначительного количества тиокарбамида в эвтоническом растворе и незначительной областью моновариантных равновесий семи водного сульфата магния (рис.24, табл.18). По полученным точкам, соответствующие полученным составам, построили линии моновариантного равновесия (рис.24).

На рисунке 24 представлен концентрационный треугольник с фазовыми равновесиями в системе CS(NH2)2- MgSO4 - H2O при 25°C. Система простого эвтонического типа, имеющая следующие фазовые области:

 1) Область ненасыщенных растворов H2O – R2 – E – R4 – H2O. Составы в данной области представляют собой гомогенный ненасыщенный раствор.

2)  Область моновариантного равновесия тиокарбамида R2 – E – CS(NH2)2 – R2. Составы в данной области гетерогенные, в твердой фазе находится тиокарбамид.

3)  Область моновариантного равновесия семи водного кристаллогидрата сульфата магния R4 – E – MgSO4·7H2O  – R4. Составы в данной области гетерогенные, в твердой фазе находится MgSO4·7H2O.

4) Область нонвариантного равновесия E – CS(NH2)2 – MgSO4·7H2O – E. В жидкой фазе раствор состава E и твердая фаза CS(NH2)2 + MgSO4·7H2O.

При растворении тиокарбамида и сульфата магния происходит взаимное высаливание. Компонент системы образует кристаллогидрат. В системе не образуется химических соединений.  

Табл.18

Рис. 24. Фазовые равновесия в тройной  водной системе CS(NH2)2- MgSO4 - H2O при 25 °C

ВЫВОДЫ

1) В работе была исследована тройная система CS(NH2)2-NaCl-H2O при 25°C: определены растворимости тиокарбамида и хлорида натрия, определены составы на границах нонвариантной области, установлен состав эвтонического раствора, определены составы на линии моновариантного равновесия тиокарбамида, построена диаграмма фазовых равновесий в тройной системе CS(NH2)2-NaCl-H2O при 25°C.

2) Исследована тройная система CS(NH2)2-LiCl-H2O при 25°C: определена растворимость хлорида лития, определены составы на границах нонвариантной области, установлен состав эвтонического раствора, определены составы на линии моновариантного равновесия тиокарбамида, построена диаграмма фазовых равновесий в тройной системе CS(NH2)2-LiCl-H2O при 25°C. Хлорид лития образует моногидрат.

3) Исследована тройная система CS(NH2)2-MgSO4-H2O при 25°C: определена растворимость сульфата магния, определены составы на границах нонвариантной области, установлен состав эвтонического раствора, определены составы на линии моновариантного равновесия тиокарбамида, построена диаграмма фазовых равновесий в тройной системе CS(NH2)2-MgSO4-H2O при 25°C. Система исследовалась впервые. Сульфат магния образует семи водный кристаллогидрат.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мазунин С.А. Физико-химический анализ в химии и химической технологии: учеб. пособ., Перм. гос. нац. исслед. ун-т. Пермь, 2014. С. 492.

2. Носков М.Н. Фазовые равновесия в многокомпонентных водных системах, содержащих ионы K+, NH4+, H2PO4-, HPO42-, SO42-, Cl- и карбамид. дис. канд. хим. н. Пермь 2016 г. С. 307.

3. Справочник по растворимости солевых систем. Л.,1953,Т.1, 671с.

4. Киргинцев А. Н., Трушникова Л. Н., Лаврентьева В. Г. Растворимость неорганических веществ в воде. Справочник. Изд-во «Химия», 1972. 248 с. 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Табл.1.

Составы ИСК для определения растворимости CS(NH2)2 и NaCl

Табл.2

Составы ИСК для изогидрического сечения х1-х2

Табл.3

Составы ИСК для изогидрического сечения х3-х4

Табл.5

Составы ИСК сечений для исследования линии моновариантного равновесия CS(NH2)2

Табл.8.

Составы ИСК для определения растворимости LiCl

Табл.9

Составы ИСК для изогидрического сечения х1-х2

Табл.10

Составы ИСК для изогидрического сечения х3-х4

Табл.12

Составы ИСК сечения CS(NH2)2 - x5

Табл.13

Составы ИСК сечения CS(NH2)2 – x6

Табл.14

Составы ИСК сечения CS(NH2)2 – x7

Табл.15

Составы ИСК сечения CS(NH2)2 – x8

Табл.13

Составы ИСК для определения растворимости MgSO4

Табл.14

Составы ИСК для изогидрического сечения х1-х2

Табл.15

Составы ИСК для изогидрического сечения х3-х4

Табл.17

Составы ИСК для определения составов на линии моновариантного равновесия CS(NH2)2