Thermodynamic characterization of electrolyte systems with phosphate ions

[Т. Г. Ивановић]

211 листова

Технолошко инжењерство - Хемијско инжењерство / Technological Еngineering - Chemical Engineering

Предмет овог истраживања је проучавање термодинамичких особина електролитних система са фосфатним јонима: {yNaH2PO4 + (1–y)KH2PO4}(aq), {yK2HPO4 + (1–y)KH2PO4}(aq), {yNa2HPO4 + (1–y)NaH2PO4}(aq), {yKCl + (1–y)KH2PO4}(aq) и {yKCl + (1–y)K2HPO4}(aq). Изопиестичка метода, као и метода мерења електромоторне силе коришћене су за одређивање осмотских коефицијената и средњих јонских коефицијената активности електролита у испитиваним системима на температури Т = 298,15 K. Eкспериментални подаци за чисте растворе електролита NaH2PO4, KH2PO4, Na2HPO4, K2HPO4 су обрађени применом термодинамичких модела Pitzer-а и Clegg-Pitzer-Brimblecombe-а који дају успешне резултате фитовања експерименталних података и стандардну девијацију величине 10-3. Експериментални подаци за мешане растворе електролита су обрађени применом модела Scatchard-а, Pitzer-а и Clegg-Pitzer- Brimblecombe-а који дају одлична слагања експерименталних и прорачунатих вредности осмотских коефицијената са стандардном девијацијом реда величине 10-3. Разматрањем коефицијената активности електролита у функцији јонске јачине раствора и удела јонске јачине електролита анализиране су интеракције јона као последице мешања електролита. На основу приказаних резултата може се закључити да је термодинамичком карактеризацијом испитиваних система постигнуто значајно проширење термодинамичке базе података. Осмотски коефицијенти и средњи јонски коефицијенти активности електролита у фосфатним растворима поуздано су одређени применом изопиестичке методе и методом мерења електромоторне силе. Одабраним термодинамичким моделима успешно је изведено предвиђање, корелисање и прорачун термодинамичких особина испитиваних система, док добијени резултати истраживања доприносе објашњењу појава у испитиваним системима у светлу могућих интеракција.

The object of this research is thermodynamic properties of electrolyte systems, having the phosphate ions:{yNaH2PO4 + (1–y)KH2PO4}(aq), {yK2HPO4 + (1–y)KH2PO4}(aq), {yNa2HPO4 + (1– y)NaH2PO4}(aq), {yKCl + (1–y)KH2PO4}(aq) and {yKCl + (1–y)K2HPO4}(aq). The isopiestic method, as well as electromotive force measurements (EMS), were used to determine the osmotic coefficient values and mean ionic activity coefficients of electrolytes in investigated systems at temperature T = 298,15 K. Experimental results for the pure aqueous solutions of NaH2PO4, KH2PO4, Na2HPO4, K2HPO4 are treated by the model of Pitzer and Clegg-Pitzer-Brimblecombe with the excellent fitting results and standard deviation of the fit being 10-3. Experimental data for the mixed electrolyte solutions are treated by the Scatchard, Pitzer, and Clegg-Pitzer-Brimblecombe model, and excellent agreement between experimental and calculated values of thermodynamic properties was obtained with a standard deviation of the fit being 10-3 order. By considering the values of the mean ionic activity coefficient of electrolytes from the ionic strength of the solution and ionic strength fraction of electrolytes ion interactions, due to electrolyte mixing, were analyzed. According to the reported results, it can be concluded that thermodynamic characterization of the investigated systems significantly extend the thermodynamic database of electrolyte systems. Osmotic coefficients and mean ionic activity coefficients of phosphate aqueous solutions are reliably determined by applying the isopiestic method and EMS. By chosen thermodynamic models, thermodynamic properties of investigated systems can be successfully predicted, correlated, and calсulated while obtained results of investigation contribute to the description of possible interactions in the electrolyte solutions.

осмотски коефицијент, средњи јонски коефицијент активности електролита, чисти и мешани раствори електролита, изопиестичка метода, мерења електромоторне силе, Pitzer-ов модел, Schatchard-ов модел, Clegg-Pitzer-Brimblecombe-ов модел

osmotic coefficient, mean ionic activity coefficient, electrolite solution, isopiestic method, electrochemical measurements, the Pitzer model, the Schatchard model, the Pitzer-Clegg-Brimblecombe model

66.087.92:544.6.018.4(043.3)

Tekst