ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Графическое изображение равновесия в системах гидроксид щелочного металла — щелочной металл в атмосфере водорода из "Производство и применение гидрида натрия Т 34" Процессы, происходящие в систе.мах щелочной металл — гидроксид щелочного металла в атмосфере водорода, лежат в основе ряда таких технологических процессов, как получение гидридных продуктов или гидрида натрия в ванне травления при помощи генератора, Они протекают в сложных многокомпонентных системах, которые в настоящее время исследованы недостаточно полно. [c.6] При сплавлении металлического натрия с его гидроксидом происходит образование гидрида натрия, который растворяется в гид-роксидной фазе, и твердой фазы на основе окиси натрия. Для изображения состава указанной системы можно использовать концентрационный комплекс (комплекс 1), представленный на рис. 1. [c.7] — давление в конденсированных фазах, реакции (2) и (3) направлены в сторону образования конденсированных продуктов в соответствии с принципом смещения равновесия [3]. [c.7] При давлении водорода, равном давлению в системе, для изображения состава ее следует использовать концентрационный комплекс (комплекс И), имеющий пять вершин Na, NaH, NaaO,. NaOH, Нг (рис. 2). [c.8] Для построения диаграммы состояния ортогонально к плоскости концентрационного кюмплекса располагают оси температуры и давления. Фазовые равновесия в такой системе необходимо представлять так же, как и состав, в двухмерном пространстве. Размерность комплекса, изображающего четырех- и пятифазные равновесия в таких системах, должна совпадать с размерностью концентрационного комплекса (два измерения), так как при = п+1 к = п+2 фазовый симплекс соответственно одно- или двукратно вырожден [4]. [c.8] Давление водорода меньше давления в системе. Концентрационный комплекс имеет 4 вершины, газообразная фаза отсутствует. В системе осуществляется четырехфазное равновесие Li + NazO-j--fL2-ba, которое изображается концентрационным комплексом с четырьмя вершинами. [c.8] Однократным вырождением фазового симплекса можно объяснить исчезновение на сечении диаграммы областей трехфазны равновесий, например, a- -Li-l-NazO и Lz-l-a-fLi. [c.8] Максимальное количество фаз, находящихся в равновесии, равно трем. В системе невозможно существование твердого раствора гидрида в гидроксидной фазе. [c.10] Так же, как и в ранее рассмотренных случаях, следует различать два варианта давление водорода равно давлению в системе (а) или меньше его (б). Фазовые равновесия в системе не испытывают вырождения, и в сечении не наблюдаются отклонения от правила расположения областей состояния. [c.10] С увеличением давления расширяется область суш,ествования гомогенного раствора гидрида натрия в гидроксидной фазе. [c.11] Рассмотренный выше принцип изображения равновесия может быть распространен на более сложные системы, состоящие из смеси щелочных металлов, например, натрия и калия. Концентрационный комплекс такой системы представлен на рис. 7. Полная диаграмма состояния такой системы и ее сечения имеют довольно слол пый вид и в настоящей работе не рассматриваются. [c.11] Смесь щелочей натрия и калия является отходом производства металлического калия и может быть использована для производства гидридного продукта. [c.12] Методика расчета состава в указанной системе приведена в [2]. [c.13] Через полученный расплав при постоянной температуре продували водород и путем анализа проб гидроксидной фазы определяли растворимость гидрида. Насыщение расплава гидридом считали достигнутым, если в трех пробах, отобранных через равные промежутки времени (30 мин.), концентрация гил,рида не изменялась. [c.13] Необходимо отметить, что в этом исследовании были внесены изменения в методику отбора проб. Пробоотборник (рис. 2) помещали в установку, как показано на рис. 3, в которой создавали давление азота 1,7 атм затем с помощью запорной иглы 1 сообщали внутреннюю часть пробоотборника с атмосферой. Расплав за счет разности давлений поднимался по трубке и заполнял пробоотборник. После этого пробоотборник извлекали из реактора, предварительно уменьшив в нем давление азота, и охлаждали пробу до комнатной температуры. Дальнейшая последовательность операций была аналогична описанной в [1, 2]. Во всех опытах количество щелочного металла брали с избытком. [c.13] Таким методом были определены области существования растворов гидридов щелочных металлов для каждого сечения. На рис. [c.13] Гидроксидная фаза, отвечающая по составу точке б, находится в равновесии с металлической фазой и твердым раствором гидроксидов щелочных металлов в их гидридах. [c.14] Доверительный интервал для коэффициента а равен 1,1 10 при Р=0,95. Методика анализа экспериментальных данных приведена в работе [5]. Результаты исследования представлены в таблице. В этой же таблице для всех сечений приведены составы гидро-ксидных фаз, соответствующие максимальной растворимости гидрида (координаты точки б). Эти составы получают путем решениз системы уравнений для линий аб и бс. [c.15] В работе [1] показано, что путем гидрирования металлического натрия, нанесенного на порошкообразный гидридный продукт можно повысить концентрацию гидрида в продукте до 40— 70 вес.%. [c.18] Вернуться к основной статье