Журнал неорганической химии, 2020, T. 65, № 5, стр. 686-693

Термодинамика растворов и азеотропные смеси в расплавах системы свинец–кальций

В. Н. Володин ab, Ю. Ж. Тулеушев a*, Н. М. Бурабаева b, A. S. Kerimshe a

a Институт ядерной физики
050032 Алматы, ул. Ибрагимова, 1, Казахстан

b Институт металлургии и обогащения
050010 Алматы, ул. Шевченко, 29/33, Казахстан

* E-mail: tuleushev@mail.ru

Поступила в редакцию 03.12.2019
После доработки 12.12.2019
Принята к публикации 27.12.2019

Аннотация

На основании величин давления пара, определенных методом точек кипения с привлечением опубликованных данных, рассчитаны парциальные и интегральные термодинамические функции смешения и испарения расплавов системы Pb–Са. Образование сплавов с концентрацией <66.67 ат. % Са эндотермично и сопровождается увеличением беспорядка, >66.67 ат. % Са – экзотермично с упорядочением в системе. По разнице энтальпий сублимации и испарения найдена энтальпия плавления Сa2Pb, равная 13 ± 1.6 кДж/моль. На основании данных о величине давления пара компонентов диаграмма состояния Pb–Са дополнена полями сосуществования жидкости и пара при атмосферном давлении и в вакууме 1.33 и 0.7 кПа. Обнаружено существование двух азеотропных жидкостей с концентрацией кальция 37.6 и 81.3 ат. % и температурами кипения 2217 и 1635°С (2490 и 1908 K) соответственно. С понижением давления (температуры кипения) составы нераздельно кипящих жидкостей изменяются в соответствии с законами Вревского. Расположение границ полей парожидкостного равновесия свидетельствует о невозможности дистилляционного разделения системы Pb–Са на металлы дистилляцией.

Ключевые слова: давление пара, диаграмма состояния, энтальпия, энтропия

DOI: 10.31857/S0044457X20050256

Список литературы

  1. Рожавский Г.С., Смирнов М.П. // Цветные металлы. 1961. № 6. С. 13.

  2. Федоров П.И., Шачнев В.И. // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1963. № 3. С. 77.

  3. Смирнов М.П. Рафинирование свинца и переработка полупродуктов. М.: Металлургия, 1977. 280 с.

  4. Кунаев А.М., Кожахметов С.М., Ванюков А.В. и др. Основы комплексного использования сырья цветной металлургии: теория, технология и освоение новых металлургических процессов. Алма-Ата: Наука, 1982. 391с.

  5. Володин В.Н., Исакова Р.А. Дистилляционные процессы разделения сульфидных и металлических расплавов: теория и технология. Караганда: Tengri Ltd., 2015. 260 с. https://doi.org/10.31643/2015-2019.003

  6. Щукарев С.А., Морозова М.П., Пронь Г.Ф. // Журн. общ. химии. 1962. Т. 32. № 7. С. 2069.

  7. Мурадов В.Г., Гельд П.В. // Ученые записки Ульяновского гос. педагогического ин-та. 1966. Т. 20. Вып. 4. С. 116.

  8. Мурадов В.Г., Габескирия В.Я. // Ученые записки Ульяновского гос. педагогического ин-та. 1966. Т. 21. Вып. 9. С. 3.

  9. Мурадов В.Г., Гельд П.В., Кочеров П.В. // Журн. физ. химии. 1967. Т. 41. № 3. С. 576.

  10. Hultgren R., Desai P.D., Hawkins D.T. et al. Selected Values of the Thermodynamic Properties of Binary Alloys. N.Y., 1973. 558 p.

  11. Notin M., Bouirden L., Belbacha E., Hertz J. // J. Less-Common Met. 1989. V. 154. № 1. P. 121.

  12. Sommer F., Borzone G., Parodi N., Ferro R. // Intermetallics. 2006. V. 14. № 3. P. 287. https://doi.org//10.1016/j.intermet.2005.06.003

  13. Бурылев Б.П. // Термодинамические и термохимические константы. М.: Наука, 1970. С. 32.

  14. Schürmann E., Schmid R. // Arch. Eisenhüttenw. 1975. Bd. 46. № 12. S. 773.

  15. Глазов В.М., Лазарев В.Б., Жаров В.В. Фазовые диаграммы простых веществ. М.: Наука, 1980. 63 с.

  16. Yong Nian Dai, Bing Yang. Vacuum Metallurgy of Non-Ferrous Metals. Beijing: Metallurgical Ind. Press, 2000. V. 3. 547 p.

  17. Малышев В.П., Турдукожаева А.М., Оспанов Е.А., Саркенов Б. Испаряемость и кипение простых веществ. М.: Научный мир, 2010. 304 с.

  18. Диаграммы состояния двойных металлических систем / Под ред. Лякишева Н.П. М.: Машиностроение, 1996. Т. 1. 992 с.

  19. Володин В.Н., Храпунов В.Е., Кенжалиев Б.К. и др. // Изв. вузов. Цветн. металлургия. 2005. № 3. С. 22.

  20. Rao Y.K. // Metall. Trans. B. 1983. V. 14. № 1–4. P. 308.

  21. Морачевский А.Г. Термодинамика расплавленных металлических и солевых систем. М.: Металлургия, 1987. 240 с.

  22. Володин В.Н. Фазовый переход жидкость–пар в двойных системах свинца при низком давлении. Караганда: Арко, 2012. 291 с.

  23. Clark J.B., Richter P.W. // High Pressure Sci. and Technol. Proc. 7th Int. AIRAPT Conf., Le Creusot, 1979. v. 1. Oxford, 1980. P. 363.

  24. Вревский М.С. Работы по теории растворов. М.: Изд-во АН СССР, 1953. 335 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.