Методы расчета и сопоставления термодинамических свойств соединений силикатов и боратов

Ольга Николаевна Королева, Михаил Владимирович Штенберг, Валерий Алексеевич Бычинский, Алексей Альбертович Тупицын, Константин Вадимович Чудненко

Аннотация


Разработаны новые методы обработки экспериментальных и расчетных термодинамических данных и улучшены уже существующие. Предлагаемые подходы позволяют разумно описать фазовые переходы, что позволяет сравнивать и корректировать термодинамические свойства, а также помогут рассчитать термодинамические параметры неизученных соединений. Предложены уравнения регрессии для расчета стандартной энтропии и энтальпии образования силикатов и боратов лития, натрия и калия. Полученные значения энтропии и энтальпии 14 силикатов щелочных металлов и 12 боратов щелочных металлов могут быть использованы для оптимизации технологических процессов изготовления стекла, керамики и покрытий.

Ключевые слова


силикаты; бораты; стандартные термодинамические функции

Полный текст:

PDF

Литература


Chase M.W. (Ed.) JANAF Thermochemical Tables. Washington, 1985, vol. 14, 926 p. DOI: 10.1021/ac00198a726.

Glushko V.P. (Ed.) Termicheskie konstanty veshchestv: spravochnik [Thermal Constants of Substances: Reference Book]. Moscow, VINITI Publ., 1981, vol. 10, ch. 2, 441 p.

Gurvich L.V. (Ed.) Termodinamicheskie svoystva individual'nykh veshchestv: spravochnik [Thermodynamic Properties of Individual Substances: Reference Book]. Мoscow, Nauka Publ., 1982, vol. 4, book 1, 623 p.

Tupitsyn A.A., Mukhetdinova A.V., Bychinskiy V.A. Podgotovka termodinamicheskikh svoystv individual'nykh veshchestv k fiziko-khimicheskomu modelirovaniyu vysokotemperaturnykh tekhnologicheskikh protsessov [Preparation of Thermodynamic Properties of Individual Substances by Physico-Chemical Modeling of High-Temperature Technological Processes]. Irkutsk: Irkutsk state University Publ., 2009, 303 p.

Bychinskii V.A., Tupitsyn A.A., Koroleva O.N., Chudnenko K.V., Fomichev S.V., Krenev V.A. Specifics of Representation of Thermodynamic Functions in the Method of Thermodynamic Potential Minimization. Russian Journal of Inorganic Chemistry, 2013, vol. 58, no. 7, pp. 824–829. DOI: 10.1134/S003602361307005X.

Babushkin V.I., Mchedlov-Petrosyan O.P., Matveev G.M. Termodinamika silikatov [Thermodynamics of Silicates]. Moscow, Izdatel'stvo literatury po stroitel'stvu Publ., 1972, 351 p.

Spencer P.J. Estimation of Thermodynamic Data for Metallurgical Applications. Thermochimica Acta, 1998, vol. 314, no 1–2, pp. 1–21. DOI: 10.1016/S0040-6031(97)00469-3.

Chermak J.A., Rimstidt J.D. Estimating the Thermodynamic Properties of Silicate Minerals at 298 K from the Sum of Polyhedral Contributions. American Mineralogist, 1989, vol. 74, no. 9–10, pp. 1023–1031.

Aja S.U., Wood S.A., Williams-Jones A.E. On Estimating the Thermodynamic Properties of Silicate Minerals. European Journal of Mineralogy, 1992, vol. 4, no. 6, pp. 1251–1264. DOI: 10.1127/ejm/4/6/1251.

La Iglesia A. Estimating the Thermodynamic Properties of Phosphate Minerals at High and Low Temperature from the Sum of Constituent Units. Estudios geologicos, 2009, vol. 65, no. 2, pp. 109–119. DOI: 10.3989/egeol.39849.060.

La Iglesia A., Félix J.F. Estimation of Thermodynamic Properties of Mineral Carbonates at High and Low Temperatures from the Sum of Polyhedral Contributions. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1994, vol. 58, no. 19, pp. 3983–3991. DOI: 10.1016/0016-7037(94)90261-5.

Billon S., Vieillard P. Prediction of Enthalpies of Formation of Hydrous Sulfates. American Mineralogist, 2015, vol. 100, no. 2–3, pp. 615–627. DOI: 10.2138/am-2015-4925.

Mattigod S.V. A Method for Estimating the Standard Free Energy of Formation of Borate Minerals. Soil Science Society of America Journal, 1983, vol. 47, no. 4, pp. 654–655. DOI: 10.2136/sssaj1983.03615995004700040009x.

Li J., Li B., Gao S. Calculation of Thermodynamic Properties of Hydrated Borates by Group Contribution Method. Physics and Chemistry of Minerals, 2000, vol. 27, no. 5, pp. 342–346. DOI: 10.1007/s002690050263.

Labban A., Berg R., Zhou J., Johnson D.A., Westrum E.F. Heat Capacities and Derived Thermodynamic Properties of Lithium, Sodium, and Potassium Disilicates from T =(5 to 350) K in both Vitreous and Crystalline States. Journal of Chemical Thermodynamics, 2007, vol. 39, no. 7, pp. 991–1000. DOI: 10.1016/j.jct.2007.01.001.

Kelley K.K. The Specific Heats at Low Temperatures of Crystalline Ortho-, Meta-, and Disilicates of Sodium. Journal of the American Chemical Society, 1939, vol. 61, no. 2, pp. 471–473. DOI: 10.1021/ja01871a069.

McCready N.W. The Thermodynamic Properties of Sodium Silicate. Journal of Physical and Colloid Chemistry, 1948, vol. 52, pp. 1277–1283. DOI: 10.1021/j150464a001.

Geisinger K.L., Ross N.L., Mcmillan P., Navrotsky A. Potassium Silicate K2Si4O9 – Energetics and Vibrational-Spectra of Glass, Sheet Silicate, and Wadeite-Type Phases. American Mineralogist, 1987, vol. 72, no. 9–10, pp. 984–994.

Fasshauer D.W., Wunder B., Chatterjee N.D., Hohne G.W.H. Heat Capacity of Wadeite-Type K2Si4O9 and the Pressure-Induced Stable Decomposition of K-feldspar. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1998, vol. 131, pp. 210–218. DOI: 10.1007/s004100050389.

Yong W., Dachs E., Withers A., Essene E.E. Heat Capacity and Phase Equilibria of Wadeite-Type K2Si4O9. Contributions to Mineralogy and Petrology, 2008, vol. 155, pp. 137–146. DOI: 10.1007/s00410-007-0232-6.

Koroleva O.N., Bychinskii V.A., Tupitsyn A.A., Shtenberg M.V., Krenev V.A., Fomichev S.V. Physicochemical Model as a Method for Calculating and Making Consistent Thermodynamic Properties of Structural Units in Alkali Silicate Melts. Russian Journal of Inorganic Chemistry, 2015. vol. 60. no. 9. pp. 1104–1109. DOI: 10.1134/S0036023615090107.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/chem170105

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.