Курсовая работа по физической химии «Гидротермальные равновесия в системе ZrO2 – фосфорная кислота» (стр. 2 )

Во фторопластовые вкладыши помещали экспериментальные растворы (состав см. табл.1.) шприцевой пипеткой на 25 мл (объём контролировался взвешиванием), вытесняли из них воздух аргоном в течение 10 минут. Коэффициент заполнения автоклавов растворами при температуре опытов составлял ~0,8 [71ХОД/НАУ]. После закрытия автоклавы помещали в разогретую до 250˚С печь.

5.2. Извлечение автоклавов и отбор проб

После 48 суток выдержки (02.09.09г.) были извлечены 5 произвольно выбранных автоклавов с различным составом экспериментальных растворов, а остальные были оставлены в печи для продолжения опыта. Получены некоторые приблизительные результаты. В рамках данной курсовой работы планируется закончить поставленный опыт и провести анализ экспериментальных растворов с помощью метода масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Обработать полученные данные и спланировать ход дальнейшей работы в этой области.

Извлечение остальных автоклавов проводилось 9 ноября, т. е. после 116 суток выдержки в печи при температуре 250◦С.

Автоклавы извлечены из печи и закалены в проточной холодной воде в течение 30 минут до полного их охлаждения. Считается, что при резком снижении температуры (закаливании) установившееся в растворах внутри автоклавов равновесие не смещается обратно, что может наблюдаться при естественном охлаждении при температуре окружающей среды и опыт тогда не имел бы никакого значения. Вскрыты. Растворы из автоклавов были отобраны для анализа с помощью метода масс-спектроскопии с индуктивно связанной плазмой.

5.3. Приготовление анализируемых растворов и растворов сравнения

Для исследования с помощью ICP AES отобрано 4 раствора из разных автоклавов, а для ICP MS - 5. Это объясняется тем, что в одном из автоклавов окись циркония растворяли в дистиллированной воде, где не ожидается вообще какое-либо растворение или предвидятся очень малые концентрации Zr, которые невозможно определить с помощью метода ICP AES, но возможно почувствовать методом ICP MS.

Приготовление растворов для анализа методом ICP AES.

Из каждого автоклава пипетками были отобраны пробы растворов в объеме 9,6 мл для анализа на содержание Zr. После чего они были влиты в пластмассовые стаканчики с концентрированной HCl, предварительно взвешенной. Количество HCl было выбрано из расчета, что конечная концентрация растворов была 2н по HCl (2,4 мл). Это необходимо:

1) т. к. стандартные растворы тоже 2н по HCl;

2) в кислых растворах Zr лучше сохраняется в растворенном виде - не выпадает.

Анализ проводили на последовательном атомно-эмиссионном спектрометре с индукционной плазмой фирмы ЖобенИвон (Франция), модель «Ультима 2».

Приготовление растворов для анализа методом ICP MS.

Для анализа с помощью этого метода необходимо, чтобы исследуемые растворы были 1н по HCl и содержали 5·10-9гIn/мл (внутренний стандарт). Поэтому в предварительно взвешенные пластмассовые стаканчики вводили необходимое количество конц. HCl и 5·10-8гIn/мл раствора In, а именно по 1,2 мл. Затем в эти растворы из каждого автоклава вводили пробы в объеме 9,6 мл. Контролирование объёма проводилось взвешиванием.

После отбора проб остатки растворов из автоклавов (вкладышей) были удалены, а стенки дважды обработаны свежеприготовленной царской водкой 15 мл (2 порции: 10 и 5 мл). Смывы перенесены в стеклянные стаканчики и упарены до объема примерно 2 мл. Упаривание проводилось на водяной бане (T≤100˚С), так как при упаривании на плитке могли бы улетучится некоторые количества Zr в виде его хлоридов, что крайне нежелательно ввиду и без того его низкого содержания. Царсководочные растворы перенесены во взвешенные пластиковые стаканчики. Стеклянные стаканчики обмыты дистиллированной водой в объёме, дополняющим объём царсководочных растворов до 10,8 мл, поскольку общий объём суммарного раствора 12 мл, а внутренний стандарт In - 1,2 мл. Данные растворы проанализированы методом ICP MS.

В одном из автоклавов при вскрытии и отборе проб в самом растворе обнаружены, выпавшие из чашечки, кристаллики твердой фазы, что может привести к завышению результатов анализа. Чтобы это завышение предотвратить отбор пробы раствора проводили крайне осторожно, держа пипетку как можно выше над кристаллами. А перед обработкой стенок вкладыша царской водкой кристаллы удалены (вымыты) струей дистиллированной воды из промывалки. Результаты представлены в таблице 5.3.

Весь растворившийся ZrO2 распределился между тем, что в растворе и тем, что из раствора сорбировалось на стенках вкладышей. Далее были проведены расчеты и определена растворимость ZrO2 (гZr/мл).

Определив количество Zr в пробах экспериментальных растворов, отобранных из автоклавов и количество Zr, снятого со стенок вкладышей рассчитали растворимость ZrO2.

Растворимость ZrO2, во всех исследуемых равновесиях представлена в таблице 5.4. в порядке увеличения pH растворов.

Табл. 5.4. Растворимость ZrO2(к) в водных раствора при 250°С

*Значения pH измерялись в исходных растворах (перед загрузкой автоклавов) при температуре окружающей среды.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3