论文题目: 含锂、硼水盐体系Li2B4O7-H2O、LiCl-Li2B4O7-H2O热力学性质的量热研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 无机化学
作者: 尹国寅
导师: 姚燕
关键词: 体系,体系,微量量热,绝热量热,热容,稀释热,相变,热力学函数,离子相互作用模型
文献来源: 中国科学院研究生院（青海盐湖研究所 ）
发表年度: 2005
论文摘要: 我国青藏高原盐湖资源丰富,这些盐湖以富含硼、锂闻名于世。研究硼锂体系的热力学性质,可以为我国盐湖资源的开发利用提供重要的基础数据。量热学方法是研究物质性质的常用方法。本文以微量量热法较为系统的研究了Li2B4O7-H2O和Li2B4O7-LiCI-H2O体系的热力学性质,并以修正的Pitzer方程为基础,建立了可以描述含硼复杂体系的离子相互作用模型,具有重要的学术意义和实际意义。 1) 准确热力学数据的获得,离不开对实验每一个细微环节的认真关注,我们工作的每一步都经过了反复的思考与实验。研究所用的试剂都经过二次或三次提纯。Li2B4O7难于采用常规的重结晶法提纯,我们利用本实验室首次提出的现已获国家专利的提纯方法及设备,成功地对其进行了提纯。分别用X射线衍射法、TG和DTG法确定了其结构组成。杂质分析结果表明,与提纯前相比,纯化后的样品中铁、钙等杂质的含量均有所降低（Fe由0.0040降至0.0007;Ca由0.0053降至0.0004）。实验中储备液及碱性试剂的配制均采取了隔绝CO2装置。改进溶液浓度的标定方法,由普通的容量法改为重量法,从而使标定精度由千分之二提高到万分之五。所有这些步骤为我们获得Li2B4O7-H2O和Li2B4O7-LiCl-H2O体系精确的热力学数据打下了坚实的基础。 2) 用RD496-Ⅲ型微量量热仪精确测定了298.15K,Li2B4O7-H2O体系,由低浓度到高浓度溶液的稀释热,推导得到了此温度下溶液的相对表观摩尔焓及溶质、溶剂的相对偏摩尔焓,给出了热力学性质随浓度变化的规律。考虑到金属硼酸盐水溶液中硼物种存在形式的复杂性和可能存在的缔合、水解反应,我们修正了原Pitzer相对表观摩尔焓方程,对该含硼体系增加了β,并调节αB2值为10kg1/2·mol-1/2,使得其更适合于硼酸盐体系的表达。根据此Pitzer方程,用实验数据,获得了一相对标准偏差为0.0157的4参数模型。此模型可较好的描述Li2B4O7-H2O含硼体系的热焓性质。
论文目录:
第一章 文献综述
1．1 电解质溶液理论的发展
1．1．1 Debye-Huckel理论
1．1．2 Pitzer离子作用模型及其应用
1．1．3 其它理论模型
1．1．3．1 微扰理论
1．1．3．2 平均球近似理论
1．1．3．3 BET模型
1．1．4 硼酸盐溶液热力学性质的模型研究
1．1．5 电解质溶液理论的发展方向
1．2 量热法研究
1．2．1 量热学仪器和研究方法进展
1．2．1．1 温度控制扫描量热
1．2．1．2 吸附量热
1．2．1．3 燃烧量热
1．2．1．4 绝热量热
1．2．1．5 微热量热法
1．2．1．6 联用技术
1．3 量热学的应用
1．3．1 相变
1．3．2 生物量热
1．3．3 材料
1．3．4 工业
1．4 量热法对电解质溶液热力学性质的研究
1．4．1 溶液中各种热力学性质的关系
1．4．2 电解质水溶液的量热法研究
1．4．2．1 表观摩尔焓测定原理和计算及模型表述
1．4．2．2 表观摩尔热容测定原理和计算及模型表述
1．4．2．3 量热法在电解质溶液热力学性质研究的应用
1．5 电解质溶液热力学性质的其他研究方法
1．5．1 等压研究的原理及其应用
1．5．2 电动势法对溶液热力学性质的研究
1．6 小结
参考文献
第二章 298．15K下Li_2B_4O_7-H_2O体系稀释热及离子相互作用模型研究
2．1 前言
2．2 实验部分
2．2．1 样品
2．2．1．1 Li_2B_4O_7的提纯
2．2．1．2 Li_2B_4O_7的储备液的配制
2．2．1．3 Li_2B_4O_7储备液的标定
2．2．2 实验仪器及方法
2．3 结果与讨论
2．3．1 稀释热和相对表观摩尔焓
2．3．2 Pitzer离子相互作用模型表观摩尔焓参数估算
2．3．3 溶质和溶剂的相对偏摩尔焓
2．4 小结
参考文献
第三章 298．15K下LiCl-Li_2B_4O_7-H_2O体系的稀释热研究
3．1 前言
3．2 实验部分
3．2．1 试剂和溶液标定
3．2．2 实验点的分布和实验溶液的配制
3．2．3 实验仪器和方法
3．3 结果与讨论
3．3．1 稀释热和相对表观摩尔焓
3．3．2 离子强度和相对表观摩尔焓的关系
3．4 小结
参考文献
第四章 Li_2B_4O_7水溶液在298．15K下的热容及离子相互作用模型研究
4．1 前言
4．2 试验部分
4．2．1 热容测定的原理
4．2．2 试剂和分析方法
4．2．3 实验方法
4．3 结果与讨论
4．3．1 实验比热容的计算原理
4．3．2 比热容和相对表观摩尔热容
4．3．3 用修正的离子作用模型对表观摩尔热容的表述
4．4 小结
参考文献
第五章 Li_2B_4O_7-H_2O体系的低温热容研究
5．1 前言
5．2 实验部分
5．2．1 绝热法测量热容的原理
5．2．2 实验装置
5．2．3 方法和步骤
5．2．4 准确度检验
5．3 结果与讨论
5．3．1 体系的摩尔热容
5．3．2 相变温度及相变热力学函数
5．3．3 Li_2B_4O_7水溶液的热力学函数
5．4 小结
参考文献
结语
攻读博士学位期间发表论文目录
致谢
发布时间: 2006-04-07
参考文献
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