Растворимость - хлорид - калий
Cтраница 3
 |
Растворимость солеи и солевых смесей. [31] |
Данные табл. 3 показывают, как можно снизить растворимость исходной сояи. Суммарное содержание солей в растворе находится при этом на уровне растворимости индивидуального хлорида калия или натрия. [32]
Из курса химии вы знаете, что при обычной температуре растворимость хлорида калия и хлорида натрия примерно одинаковая. Но при повышении температуры растворимость поваренной соли увеличивается незначительно, тогда как растворимость хлорида калия резко возрастает. Это различие используется в широко распространенном химическом ( галургическом) способе производства хлорида калия. [33]
С применением диаграмм растворимости связаны разделение солевых систем на компоненты и выбор условий, отвечающих максимальному равновесному выходу солей. Так, производство основного калийного удобрения - хлористого калия из природного минерала - сильвинита ( КС1 NaCl) основано на различных температурных коэффициентах растворимости хлоридов калия и натрия. Растворимость в системе КС1 - NaCl - H20 ( рис. 54) показывает возможность разделения этих солей растворением КС1 при высокой температуре и последующей кристаллизацией КС1 при охлаждении. [34]
Для производства калийных удобрений в качестве сырья используют природные минералы - каинит, карналлит и сильвинит. Например, отделение КС1 от NaCl в сильвините осуществляется путем обработки последнего горячей водой. Растворимость хлорида калия при 100 С значительно выше, чем при 0 С, а для хлорида натрия она в этом интервале температур почти не изменяется. [35]
В основе процесса получения хлорида кялия из сильвинита лежит различная совместная растворимость хлоридов натрия и калия при разных температурах. На рис. 89 представлена диаграмма растворимости Nad и КС1 в воде при 100 и 25 С. Как видно из рисунка, растворимость хлорида калия с повышением температуры резко увеличивается, в то время как растворимость хлорида натрия изменяется незначительно. Разделение данной смеси солей производят путем растворения смеси при повышенной температуре и кристаллизации КС1 при охлаждении раствора. В процессе все время циркулирует раствор, насыщенный хлоридам натрия. Сильвинит растворяют горячим раствором, насыщенным хлоридом натрия я ненасыщенным хлоридом калия. В результате содержащийся в сильвините хлорид калия переходит в раствор, а в осадке остается хлорид натрия. При охлаждении из полученного раствора выделяется хлорид калия. При последующем нагревании оставшегося раствора он становится снова ненасыщенным относительно хлорида калия, и цикл повторяется. [36]
В основе процесса получения хлорида калия из сильвинита лежит различная совместная растворимость хлоридов натрия и калия при разных температурах. На рис. 92 представлена диаграмма растворимости NaCl и КС1 в воде при 100 и 25 С. Как видно из рисунка, растворимость хлорида калия с повышением температуры резко увеличивается, в то время как растворимость хлорида натрия изменяется незначительно. Разделение данной смеси солей производят путем растворения ее при повышенной температуре и кристаллизации КС1 при охлаждении раствора. В процессе все время циркулирует раствор, насыщенный хлоридом натрия. Сильвинит растворяют горячим раствором, насыщенным хлоридом натрия и ненасыщенным хлоридом калия. В результате содержащийся в сильвините хлорид калия переходит в раствор, а в осадке остается хлорид натрия. При охлаждении из полученного раствора выделяется хлорид калия. При последующем нагревании оставшегося раствора он становится снова ненасыщенным относительно хлорида калия, и цикл повторяется. [37]
Большую часть калийных удобрений получают у нас в стране из сильвинита. Растворимость хлорида натрия с понижением температуры почти не изменяется, а растворимость хлорида калия резко падает. Поэтому при охлаждении насыщенного при 100 С раствора сильвинита в воде до комнатной температуры значительная часть хлорида калия выпадает из раствора. Кристаллы отделяют фильтрованием, а раствор используют для растворения следующей порции сильвинита. Этот способ осуществляется в промышленности. Однако он довольно сложен, требует больших капиталовложений и расхода энергии. [38]
Нитрат натрия, хлорид натрия, нитраты серебра, свинца и лития и сульфат лития хуже растворимы в перекиси водорода, чем в воде. Растворимости нитратов натрия, калия и лития обладают почти постоянным температурным коэффициентом для всего интервала концентраций перекиси водорода. Растворимость хлорида калия обладает очень низким температурным коэффициентом в концентрированной перекиси водорода в отличие от высокого температурного коэффициента растворимости в воде. Для фторида натрия обнаружена обратная зависимость. Найдено, что растворимость фтористого натрия падает с ростом температуры. [39]
Растворимость веществ в воде в значительной мере зависит от температуры. Растворимость твердых веществ и жидкостей с повышением температуры, как правило, возрастает. Однако температурная зависимость растворимости разных веществ самая различная. Например, растворимость хлорида калия с увеличением температуры растет очень сильно, а хлорида натрия - незначительно. Растворимость анилина при обычной температуре очень мала, но выше 40 С он растворяется в воде в неограниченных количествах. [40]
Растворы, в которых при данных условиях не может происходить дальнейшее растворение вещества, называются насыщенными. Концентрация, соответствующая насыщенному раствору, называется растворимостью данного вещества. Растворимость выражают в тех же единицах, что и концентрацию. Например, растворимость хлорида калия при 20 С составляет 34 0 г / 100 мл HjO. Растворимость большинства веществ увеличивается с повышением температуры. [41]
Интересной и важной особенностью калиевого карналлита является его способность разлагаться водой с отщеплением хлорида калия. Эта способность основана на различной растворимости составляющих карналлита - хлорида калия и хлорида магния. Если обработать такую систему водой, но в количестве, недостаточном для полного растворения, то происходит ее разложение с выделением в осадок менее растворимого компонента, в данном случае - - хлорида калия. Так как растворимость хлоридов рубидия ( цезия) и магния различается значительно меньше, чем растворимости хлоридов калия и магния, то устойчивость рубидиевого карналлита по отношению к воде больше. Таким образом достигается обогащение карналлитов рубидием. Обогащенные карналлиты называются искусственными. [42]
Затем прибавляют к раствору еще немного хлорида натрия и поступают так, как было уже сказано. В конце концов получают такой раствор, в котором хлорид натрия больше не растворяется. Этот раствор называется эвтоническим. При изотермическом испарении состав эвтонического раствора не изменяется, что вполне соответствует правилу фаз: компонентов 3, фазы 3, значит число степеней свободы должно быть 2, однако температура и давление ( атмосферное) - постоянные, так что число степеней свободы получается ноль. В результате описанной операции мы получаем зависимость растворимости хлорида калия от концентрации хлорида натрия. Затем берут насыщенный раствор хлорида натрия и, прибавляя к нему аналогичным образом понемногу хлорид калия, получают, в конце концов, тот же эвтонический раствор. Первая серия опытов показывает зависимость концентраций насыщенных растворов хлорида калия от концентраций хлорида натрия, а вторая серия - наоборот. Далее строят изотерму растворимости. Способ построения ее для треугольной диаграммы Гиббса - Розебома ( см. рис. 58) нам уже известен. Для получения же диаграммы по способу Скрейнемакерсй концентрацию одной соли ( хлорида калия) откладывают по горизонтальной оси, а концентрацию другой ( хлорида натрия) - по вертикальной оси прямоугольной системы координат. Эти куски изотермы обычно называются ее ветвями ( ветвь NaCl и ветвь К. [43]
Сырьем для производства хлора и гидроксида калия служат растворы хлорида калия, получаемые растворением твердого хлорида в воде. В СССР твердый хлорид калия вырабатывают из минералов сильвинита или карналита Верхнекамского или Соли-горского месторождений. В сильвините содержится 20 - 40 % хлорида калия, 58 - 78 % поваренной соли; в карналите - 20 - 25 % хлорида калия, 20 - 25 % поваренной соли и 25 - 30 % хлорида магния. Хлорид калия извлекают из этих минералов в основном галур-гическим процессом, основанном на различии в растворимости солей в воде при изменении температуры. Так, при извлечении хлорида калия из сильвинита используют то обстоятельство, что растворимость поваренной соли мало изменяется с повышением температуры, а растворимость хлорида калия при этом резко растет. Этот процесс проводят следующим образом. Сильвинит растворяют при температуре около 100 С, получая насыщенный раствор; очищают полученный рассол от нерастворимых примесей и охлаждают его. При этом из раствора выделяется достаточно чистый кристаллический хлорид калия, который отфильтровывают, промывают и сушат. В хлориде калия так же, как и в хлориде натрия, ограничиваются примеси кальция, магния и сульфатов. [44]
Страницы: 1 2 3