 |
Диаграмма растворимости двух солей с одноименным ионом и образованием двойной соли
|
|
|
|
Если соли с общим ионом способны образовывать двойную соль или образуют кристаллогидраты, то на диаграмме имеется столько же ветвей, описывающих составы насыщенных растворов, сколько различных типов кристаллов может выделяться из раствора.
 |
Диаграмма растворимости двух солей с одноименным ионом в случае образования двойной соли по реакции
показана на рис. 66.
Рис. 66. Диаграмма растворимости двух солей с одноименным ионом и образованием двойной соли в треугольнике Гиббса (а) и прямоугольных координатах (б).
Точки SAX и SAY показывают растворимость солей AY и АХ в чистой воде. Линия SAX - E 1 показывает концентрацию растворов, насыщенных солью AY, а линия SAY - E 2 - насыщенных солью АХ. Линия Е 1- Е 2 соответствует концентрациям растворов, насыщенных относительно двойной соли AX · AY.
Поле I содержит одну фазу – ненасыщенный раствор солей АХ и AY в воде.
Состоянию двухфазного равновесия отвечают поле II – кристаллы AY и раствор состава SAY - E 1, насыщенный относительно соли AY; поле IV – здесь идет образование осадка двойной соли из раствора состава Е 1- Е 2, насыщенного относительно AX · AY; поле VI – в равновесии находятся кристаллы вещества AX и насыщенный раствор состава SAX - E 2.
В полях III и V диаграммы в равновесии находятся три фазы. В поле III система состоит из кристаллов AY, AX · AY и раствора, насыщенного этими солями, состав которого отвечает эвтонической точке Е 1, а в поле V в равновесии находятся раствор, насыщенный солями АХ и AX · AY, состав которого соответствует другой эвтонической точке Е 2, и кристаллы этих солей.
Методика расчета количества твердой фазы и ее состава для полей II и IV аналогична рассмотренной ранее в п. 4.3.2.
Точке 1 (400 г AY, 70 г AX и 1000 г Н2О) соответствует насыщенный раствор состава 1', содержащий 290 г AY и 70 г AX.
|
|
|
Масса кристаллов AY:
.
Массовая доля твердой фазы составляет:
.
Точке 2, расположенной в поле VI (350 г AX, 80 г AY на 1000 г Н2О) соответствует насыщенный раствор состава 2', содержащий 285 г AX и 80 г AY.
Масса кристаллов AХ:
.
Массовая доля твердой фазы составляет:
.
Для остальных полей диаграммы расчет состава фигуративных точек отличается. В качестве примера рассмотрим фигуративную точку 3 в области IV диаграммы (рис. 66-б). Эта точка отвечает двухфазной системе, состоящей из 100 г воды, 300 г АХ и 300 г AY. Часть этих солей находится в составе кристаллов двойной соли, причем в мольном соотношении, равном 1:1. Поэтому чтобы найти состав насыщенного двойной солью раствора, отвечающего фигуративной точке 3, нужно из этой точки провести прямую линию под углом 45° до пересечения с линией Е 1- Е 2 (точка 3'). В насыщенном растворе на 1000 г воды приходится 190 г АХ и 190 г AY. Следовательно, в составе твердой фазы содержится
;
и 
.
Тогда массовая доля осадка двойной соли:
.
В точке 4 (240 г AX, 470 г AY на 1000 г воды), расположенной в области III диаграммы, система состоит из раствора состава Е 1, содержащего 150 г АХ и 250 г AY, и кристаллов AY и AX · AY. Чтобы найти количество кристаллов AY и AX · AY следует определить, как будет меняться состав системы при удалении из нее твердой фазы. Удаление кристаллов AY влечет за собой смещение фигуративной точки 4 вниз по вертикальной линии к точке 4'. В точке 4' (240 г АХ и 335 г AY на 1000 г воды) система состоит только из кристаллов двойной соли и насыщенного ею раствора состава E 1. Из системы можно извлечь
.
При удалении из системы кристаллов двойной соли фигуративная точка смещается от точки 4' к точке Е 1. Масса двойной соли, выделившаяся при этом переходе:
.
Таким образом, в точке 4 система представлена кристаллами соли AY (135 г), кристаллами двойной соли (175 г) и насыщенным раствором, содержащим 150 г АХ, 250 г AY и 1000 г воды.
|
|
|
Рассчитать состав точки 4 можно по пути 4-4'' (удаление AX · AY) и 4''- Е 1 (удаление AY).
В точке 5 (425 г AX, 220 г AY на 1000 г воды), расположенной в области III диаграммы, система состоит из раствора состава Е 2 и кристаллов AY и AX · AY. Массу кристаллов AX можно вычислить по разности составов точки 5 и 5' (или по разности составов 5'' и Е 2):
.
Массу кристаллов AX · AY можно вычислить по разности составов точек 5' и Е 2:
.
Итого в точке 5 присутствуют кристаллы AX массой 100 г, кристаллы AX·AY массой 145 г и раствор, содержащий 250 г AX, 150 г AY и 1000 г воды
|
|
|
