氯化钾水溶液结构的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文氯化钾水溶液结构的研究论文作者：刘子禹学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：化学工艺指导教师：袁俊生职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemicalTechnologySTUDYONTHESTRUCTUREOFPOTASIUMCHLORIDEAQUEOUSSOLUTIONSbyLiuZiyuSupervisor:Prof.YuanJunshengMay2016原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师

2、指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机

3、构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要溶液结构正在被广泛研究，但主要还是集中在单一水溶液，且大部分的工作为浓度变化对溶液结构的影响，很少涉及温度这一影响因素，尤其是在钾盐研究领域。针对目前溶液结构研究现状的不足，本文开展了温度对单一钾盐水溶液以及混合钾盐水溶液结构的研究。通过研究温度的变化对水溶液结构的影响，从原子尺度对KCl与NaCl随温度变化的溶解度差异进行了阐明。本实验采用经过特殊设计的溶液测试平台对X射线衍射仪进行改装，并同时实现了溶液测试过程中的温度控制功能。利用X射线衍射法对0、20、40、60、

4、80℃下的0℃饱和KCl、NaCl水溶液以及共饱KCl-NaCl混合水溶液的结构进行了测定。经过PDFgetX3软件处理，以及后期的分峰拟合，得到了在不同温度下水溶液结构的变化情况。实验结果表明，对于0℃饱和KCl、NaCl水溶液，KCl水溶液随温度的变化幅度明显大于NaCl，但两者的变化趋势一致。在温度升高过程中，两溶液中的Cl-的水化半径逐渐增加，K+和Na+的水化半径呈减小趋势。各离子第一水化层中的水分子数均随温度的升高而减少，水分子间的氢键受破坏的程度也逐渐加重。相反，K+-Cl-、Na+-Cl-接触离子对在温度的升高的过程中逐渐增加，更多的水化水转变为自由水参与新加入离子

5、的水化作用，使溶液溶解度明显增加。对于混合水溶液，温度的升高对各离子的影响和单一水溶液下的变化趋势基本一致。K+和Na+的水化半径逐渐减小，Cl-的水化半径则呈增加趋势。各离子第一水化层中的水分子数在温度的升高过程中，不断减少，水分子间的氢键受破坏的程度逐渐加重。相同环境中，K+受温度的变化较Na+明显，且K+-Cl-、Na+-Cl-接触离子对出现的概率也在逐渐增加，自由水的增多使得溶液溶解度增加。关键字：KCl，NaCl，X射线衍射，溶液结构IABSTRACTResearchesonthesolutionstructurewerewidelystudied,mostofwhich

6、wereconcentratedonsingleaqueoussolutions.Andmostofexperimentswerecarriedoutfortheeffectofconcentrationonthesolutionstructure,whilethefactoroftemperature,especiallyinthefieldofpotassiumsalt,wasrarelyinvolved.Accordingtothecurrentresearchesofthesolutionstructure,theeffectoftemperatureonthesoluti

7、onstructuresofsinglepotassiumsaltandmixedpotassiumsaltaqueoussolutionwerecarriedoutinthearticle.AndtheresultsexplainedwhythesolubilityofKClandNaClwasdifferentwiththeincreaseofthetemperatureontheatomicscale.X-raydiffractometerwasmodified