Phase Equilibria and Thermodynamic Properties of Phases in the H2O–Gd(NO3)3 System

A. V. Dzuban; Дзубан А. В.; A. A. Novikov; Новиков А. А.; A. V. Nesterov; Нестеров А. В.; Sh. Qianchen; Цяньчэнь Ш.; N. A. Kovalenko; Коваленко Н. А.; I. A. Uspenskaya; Успенская И. А.

doi:10.31857/S0044457X22601419

Фазовые равновесия и термодинамические свойства фаз в системе H₂O–Gd(NO₃)₃

Авторы: Дзубан А.В.¹, Новиков А.А.¹^,2, Нестеров А.В.¹^,2, Цяньчэнь Ш.², Коваленко Н.А.¹, Успенская И.А.¹
Учреждения:
1. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Химический факультет
2. Университет МГУ-ППИ в Шэньчжэне, Факультет наук о материалах
Выпуск: Том 68, № 2 (2023)
Страницы: 248-255
Раздел: ФИЗИКОХИМИЯ РАСТВОРОВ
URL: https://ogarev-online.ru/0044-457X/article/view/136469
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X22601419
EDN: https://elibrary.ru/LPCEXU
ID: 136469

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Методом изотермического насыщения определены координаты ликвидуса льда и растворимость нитрата гадолиния в воде в интервале температур от –20 до 70°C. С использованием модели Питцера–Симонсона–Клегга определена температурная зависимость константы растворимости Gd(NO₃)₃⋅6H₂O, рассчитана растворимость соли и построена фазовая диаграмма системы H₂O–Gd(NO₃)₃ от температуры эвтектики до плавления гексагидрата. Дополнительно проведено описание термохимических свойств растворов нитрата гадолиния – энтальпий разбавления и теплоемкостей. Построенная модель показала свою надежность и может быть рекомендована для расчетов фазовых равновесий в диапазоне от –35 до 90°C и от 0 до ~15 мол. % соли, а также термодинамических свойств растворов нитрата гадолиния вблизи и несколько выше комнатной температуры.

Ключевые слова

растворимость, растворы электролитов, нитрат гадолиния, термодинамическое моделирование, модель Питцера–Симонсона–Клегга

Список литературы

Поляков Е.Г., Нечаев А.В., Смирнов А.В. Металлургия редкоземельных металлов: учебное пособие для вузов. 2-е изд., стер. М.: Изд-во Юрайт, 2021. 501 с.
Крюков В.А., Толстов А.В., Самсонов Н.Ю. // ЭКО. 2016. № 11. С. 5.
Zhang J., Zhao B., Schreiner B. Separation Hydrometallurgy of Rare Earth Elements, Springer Cham, 2016. 259 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-28235-0
Turanov A.N., Karandashev V.K., Burmii Z.P. et al. // Russ. J. Gen. Chem. 2022. V. 92. № 3. P. 418. https://doi.org/10.1134/S1070363222030082
Arkhipin A.S., Nesterov A.V., Kovalenko N.A. et al. // J. Chem. Eng. Data. 2021. V. 66. № 4. P. 1694. https://doi.org/10.1021/acs.jced.0c01006
Radhika S., Kumar B.N., Kantam M.L. et al. // Sep. Purif. Technol. 2010. V. 75. № 3. P. 295. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2010.08.018
Kurdakova S.V., Kovalenko N.A., Petrov V.G. et al. // J. Chem. Eng. Data. 2017. V. 62. № 12. P. 4337. https://doi.org/10.1021/acs.jced.7b00696
Chatterjee S., Campbell E.L., Neiner D. et al. // J. Chem. Eng. Data. 2015. V. 60. № 10. P. 2974. https://doi.org/10.1021/acs.jced.5b00392
Maksimov A.I., Kovalenko N.A., Uspenskaya I.A. // Calphad. 2019. V. 67. P. 101683. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2019.101683
Guignot S., Lassin A., Christov C. et al. // J. Chem. Eng. Data. 2019. V. 64. № 1. P. 345. https://doi.org/10.1021/acs.jced.8b00859
Moiseev A.E., Dzuban A.V., Gordeeva A.S. et al. // J. Chem. Eng. Data. 2016. V. 61. № 9. P. 3295. https://doi.org/10.1021/acs.jced.6b00357
Scandium, Yttrium, Lanthanum and Lanthanide Nitrates // IUPAC. Solubility Data Ser / Eds. Siekierski S., Mioduski T., Salomon M. N.Y.: Pergamon Press Inc., 1983. P. 15.
Moret R. // Thèse doctorat, l’Université Lausanne, 1963.
Rard J.A., Shiers L.E., Heiser D.J. et al. // J. Chem. Eng. Data. 1977. V. 22. № 3. P. 337. https://doi.org/10.1021/je60074a015
Libuś Z., Sadowska T., Trzaskowski J. // J. Chem. Thermodyn. 1979. V. 11. № 12. P. 1151. https://doi.org/10.1016/0021-9614(79)90107-1
Spedding F.H., Derer J.L., Mohs M.A. et al. // J. Chem. Eng. Data. 1976. V. 21. № 4. P. 474. https://doi.org/10.1021/je60071a028
Spedding F.H., Baker J.L., Walters J.P. // J. Chem. Eng. Data. 1979. V. 24. № 4. P. 298. https://doi.org/10.1021/je60083a033
Hakin A.W., Liu J.L., Erickson K. et al. // J. Chem. Thermodyn. 2005. V. 37. № 2. P. 153. https://doi.org/10.1016/j.jct.2004.08.010
Pitzer K.S., Peterson J.R., Silvester L.F. // J. Solut. Chem. 1978. V. 7. № 1. P. 45. https://doi.org/10.1007/BF00654217
Dzuban A.V., Galstyan A.A., Kovalenko N.A. et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2021. V. 95. № 12. P. 2394. https://doi.org/10.1134/S0036024421120074
May P.M., Rowland D. // J. Chem. Eng. Data. 2017. P. Acs. Jced.6b01055 https://doi.org/10.1021/acs.jced.6b01055
Clegg S.L., Pitzer K.S. // J. Phys. Chem. 1992. V. 96. № 8. P. 3513. https://doi.org/10.1021/j100187a061
Clegg S.L., Pitzer K.S., Brimblecombe P. // J. Phys. Chem. 1992. V. 96. № 23. P. 9470. https://doi.org/10.1021/j100202a074
Pitzer K.S., Simonson J.M. // J. Phys. Chem. 1986. V. 90. № 13. P. 3005. https://doi.org/10.1021/j100404a042
Baes C.F., Mesmer R.E. The hydrolysis of cations. N.Y.: Wiley, 1976. 489 p.
Rizkalla E.N., Choppin G.R. Hydration and hydrolysis of lanthanides // Handb. Phys. Chem. Rare Earths. V. 15. North Holland, 1991.
Spedding F.H., Pikal M.J., Ayers B.O. // J. Phys. Chem. 1966. V. 70. № 8. P. 2440. https://doi.org/10.1021/j100880a003
Revised Release on the IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam (The revision only relates to the extension of region 5 to 50 MPa), The International Association for the Properties of Water and Steam, Lucerne, Switzerland, 2007.
Criss C.M., Millero F.J. // J. Solut. Chem. 1999. V. 28. № 7. P. 849. https://doi.org/10.1023/A:1021732214671
Kosova D.A., Voskov A.L., Kovalenko N.A. et al. // Fluid Phase Equilib. 2016. V. 425. P. 312. https://doi.org/10.1016/j.fluid.2016.06.021
CRC Handbook of Chemistry and Physics / Eds. Rumble J.R., Bruno T.J., Doa M.J. Boca Raton: CRC Press/Taylor & Francis Group, 2021.
Quill L.L., Robey R.F. // J. Am. Chem. Soc. 1937. V. 59. № 6. P. 1071. https://doi.org/10.1021/ja01285a031