Для дифференциации четырёхкомпонентной взаимной системы Na, K // F, Cl, WO4 использованы инновационные технологий исследования топологии и метрики многокомпонентных солевых систем [6].

Разработанный универсальный алгоритм инновационного исследования многокомпонентных систем представлен в табл.1 [2]. На основе приведённого алгоритма создан программный комплекс, позволяющий автоматизировать процесс дифференциации и построения древ фаз многокомпонентных систем (МКС). [3].

Литературные источники [2,3,6] развивают и автоматизируют комплексную методологию исследования многокомпонентных солевых систем [4]. В отличие от ранних экспериментальных исследований в качестве единичного (подтверждающего) эксперимента в статье использовано «Мобильное малогабаритное устройство дифференциального термического анализа (ММУ ДТА)» [5,7].

Цель работы

Дифференциация системы в соответствии с п.п. 1 (1.1-1.3) и её подтверждение - п.п. 2 (2.1) алгоритма (табл.1).

Материалы и методы исследования

Исследования неорганических солей проводились с использованием инновационных технологий и экспериментально подтверждались на установке ММУ ДТА.

Ранее система Na, K // F, Cl, WO₄ была исследована частично [1,4].

Результаты исследования и их обсуждение

На рис.1 представлен граф, развёртка системы Na, K // F, Cl, WO₄‚ а на рис.2 – древо фаз исследуемой системы, полученные с применением автоматизированного программного комплекса [3].

Таблица 1

Универсальный алгоритм исследования многокомпонентных систем с использованием инновационных технологий

Система Na, K // F, Cl, WO₄ имеет двойные соединения: D2 - NaF*2Na₂WO₄, D4 - NaCl*2Na₂WO₄, D6 - Na₂WO₄*K₂WO₄ , D8 - KF*K₂WO₄. Стабильными диагоналями являются NaF - KCl и NaF - K₂WO₄. Соединения D4 и D8 - конгруэнтно плавящиеся соединения, соединения D2 и D6 - инконгруэнтно плавящиеся соединения. Эти данные были использованы для дифференциации системы в соответствии с программой [3].

а) б)

Рис.1. Граф (а) и развертка (б) системы Na, K // F, Cl, WO4

В результате процедуры дифференциации выявлено семь фазовых единичных блоков (ФЕБов): 1. NaF-KF-KCl-D8; 2. NaF-K2WO4-KCl-D8; 3. Na2WO4-D4-D2-D6; 4.NaF-D4-D2-D6; 5. NaF-D4-KCl-D6; 6. NaF-K2WO4-KCl-D6; 7. NaCl-NaF-KCl-D4.

Рис.2. Древо фаз системы Na, K // F, Cl, WO₄

Для подтверждения достоверности дифференциации и древа фаз системы
Na, K // F, Cl, WO₄ произведен расчет эвтектики стабильного треугольника системы NaF – KCl – K₂WO₄ (рис.3) в соответствии с методологией [1].

Рис.3. Стабильный треугольник системы NaF – KCl – K2WO4 (мол.%)

Данные по элементам огранения стабильного треугольника NaF – KCl – K₂WO₄ (рис.3) и расчёт тройной эвтектики взяты из [1], термограмма которой представлена на рис.4.

Рис.4. Термограмма рассчитанного эвтектического состава стабильного треугольника системы NaF – KCl – K₂WO₄ (мол.%)

Наличие единичного пика термограммы ДТА (рис.4) при 874 K свидетельствует о том, что правильность дифференциации четверной взаимной системы Na, K // F, Cl, WO₄ доказана. Таким образом, отпадает необходимость проведения исследования фаз стабильного треугольника NaF – KCl – K₂WO₄ методом РФА.

Выводы:

1. С помощью инновационных технологий проведена дифференциация четверной взаимной системы Na, K // F, Cl, WO4. Древо фаз состоит из семи фазовых единичных блоков и имеет разветвленную структуру.
2. В статье впервые приводится информация об эффективном использовании автоматизированного программного комплекса для дифференциации и построения древ фаз на примере реальной четырёхкомпонентной взаимной системы Na, K // F, Cl, WO4.
3. Разработан и апробирован аппаратно - программный комплекс «Мобильное малогабаритное устройство дифференциального термического анализа (ММУ ДТА)
4. Показано, что важной составляющей инновационных методов исследования МКС является проведение единичного подтверждающего и уточняющего эксперимента методом ДТА. Такой подход выводит процесс исследования на качественно новый, инновационный уровень.

Рецензенты:

Решетов В.А., д.т.н., профессор кафедры физической химии Института химии Саратовского государственного университета, г.Саратов.

Алдабергенов Г.К., д.х.н., профессор, зав.кафедрой физической химии, катализа и нефтехимии Казахского национального университета им. аль-Фараби, г. Алматы.

Виноградова М.Г., д.х.н., профессор, профессор кафедры естественнонаучных дисциплин, Тверской институт экологии и права, г.Тверь.