pitzer理论在高浓碱性体系电解质溶解度计算中的应用.pdf

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1、!第!"卷!第#期!$%%"年#月*00#+?9:;理论在高浓碱性体系电解质溶解度计算中的应用郑平友!!"!!!!"!余劲松!张淑萍!崔朝阳!刘芙蓉!#西安交通大学能源与动力工程学院化学工程系!西安+!&&*0""#中国石化齐鲁股份有限公司氯碱厂!淄博"’’*!!摘要!!将D8M_=L理论ZR公式应用于高浓碱性体系溶解度计算!认为D8M_=L多元相互作用系数是离子强度的函数!对ZR公式进行了修改!并对47CY!.9Y!Fb"Y,Z体系进行了>>bZ*"b相平衡实验研究#结合溶解平衡常数计算公式和ZR公式!文中从实验值拟合出多元相互作

2、用系数6!与离子强度的函数关系式!并将得到的函数关系式应用于文中研究体系溶解度计算!计算7值与文献值平均误差为"#$*K!最小误差为&#!)K!说明修改的D8M_=L方程适用于高浓碱性体系溶解度计算#扩大了D8M_=L模型的应用范围#关键词!!#+?9:;理论!碱性体系!溶解度!相互作用系数!!盐类溶解度的测定和计算在化工应用中具有重由大量实验研究得出6!7是与离子强度有关的函要意义#盐类的溶解(结晶纯化以及不同盐的复分数#隔膜法生产烧碱所得浓碱液为47CY!>>bZ解转化等都需要有其溶解度数据和相平衡规律作指Y"Y四元体系!由于"

3、’e时47bZ!.9!Fb*,Z"b导#溶解度的测定需大量的实验研究!因此建立一47.9在水中的溶解度很大#47bZ为")#*"659)PJ!种模型直接计算溶解度是十分必要的#电解质溶液47.9为%#!**659)PJ%!D8M_=L模型还不能直接应理论自!0"$年,=‘A=(Zo?P9=9创始以来!已经提出用于该体系#而且在47bZ浓度大于!"659)PJ时*!*,!%+了各种理论模型和计算公式!但由于工业实际涉及该体系的溶解度数据很少!远远不能满足科研的电解质溶液组成复杂!理论模型和半经验公式至和生产的需要!所以本文实测了"’e

4、时47C>>今仍然不能可靠地应用在这些体系中*!+Y!.9Y!Fb"Y,Z体系的相平衡数据!得#D8M_=L模bZ*"b型是一种半经验的统计力学模型!由该理论推导出到了47bZ浓度从!"659)PJ到"’659)PJ!浓度的活度系数和渗透系数的计算公式!形式简明紧梯度为!659)PJ的溶解度数据!并从这些实验数据*",*+重新拟合6!!将ZR公式应用于高浓碱性混合体凑#为方便使用!Z7LQ8=等对其进行改进!整7*’,++系溶解度计算!为工业生产烧碱提供了基础数据!理成为ZR公式#文献提供的D8M_=L多元交互作用系数6!较少!且适

5、用浓度范围较低!对于质而且还扩大了D8M_=L模型的应用范围#7量摩尔浓度小于%659)PJ的电解质溶液!D8M_=L模!!实验*)!0+型可以很好地预测溶液的热力学性质!对于质量摩尔浓度高于%659)PJ的混合电解质溶液!用!"!!试剂及实验方法D8M_=L等提供的6!7计算误差较大!必须针对具体实验中所用47.9!47"Fb*!47bZ皆为分析纯!采用等温法测定47CY!.9Y!Fb"Y,体系做大量的实验和理论研究工作!目前国内外的>>bZ**),!$+研究工作都是将6!7当成定值来处理#本文Z"b体系电解质溶解度#用去离子水配

6、制一定浓度!"&&’(&)(!&收稿!"&&’(!&(!*收修改稿""通讯作者$2(6789$a

7、同时取湿渣实验结果列于表!#由表!可知当电解质浓度分析!以湿渣法确定固相组成#不同时!47CY!.9Y!Fb"Y,Z体系在>>bZ*"b!"’!分析方法达到溶解平衡时所析出的固相分别为47.9!Y$酸碱中和滴定!用酚酞作指示剂#!J酚bZ47Fb*!47"Fb*-!&Z"b中的一种或者两种!当酞C0&63乙醇C!&63水%#47bZ浓度接近"’659)PJ时47.9!47"Fb*在体.9Y$调节溶液SZ值为’,0!以B为系中的溶解度较小#".Lb*表!!’3U时%4VE($*E(IM’E)R体系溶解度>>MR1’M电解质浓度)#65

8、9-PJY!%平衡电解质浓度)#659-PJY!%平衡7%7%47bZ47.947"Fb*固相47bZ47.947"Fb*固相�%*’’#&))&&#’)$$!C"�%*’"#*%%&!#’$&""C$�)!"#’)+$