Solid-Vapor Equilibrium under Conditions of Desolvation of Solid Solutions. Topological Isomorphism with Diagrams of Polymorphic Transformations of Solid Solutions
- Authors: Charykov N.A.1,2,3, Kuznetsov V.V.3, Rumyantsev A.V.2, Keskinov V.A.1, Kulenova N.A.1, Semenov K.N.4, Charykova M.V.5, German V.P.2
-
Affiliations:
- East Kazakhstan State Technical University
- Saint Petersburg State Technological Institute (Technical University)
- LETI Electrotechnical University
- Pavlov Saint Petersburg State University
- Saint Petersburg State University
- Issue: Vol 69, No 10 (2024)
- Pages: 1375-1390
- Section: СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
- URL: https://kazanmedjournal.ru/0044-457X/article/view/676615
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X24100043
- EDN: https://elibrary.ru/JJJDAP
- ID: 676615
Cite item
Abstract
The article provides a proof of analogues of the three Gibbs-Konovalov laws (Gibbs-Rosebom rules) implemented on solid–vapor phase diagrams in ternary systems under conditions of desolvation of solid solutions in the absence of a liquid phase. The topological isomorphism of the diagrams under consideration with diagrams of polymorphic transformations of solid solutions of binary systems is demonstrated, for which analogues of the Gibbs-Konovalov laws are also obtained. The proof is based on the application of generalized Van der Waals differential equations for phase equilibrium shift, written in the metrics of incomplete and full Gibbs potential of solid phases with variable composition. The applicability of the considered analogues is demonstrated by the examples of a number of model systems. Based on the established patterns for solid solution desolvation diagrams, a method for separation and purification of salt components of solid solutions is proposed.
Full Text

About the authors
N. A. Charykov
East Kazakhstan State Technical University; Saint Petersburg State Technological Institute (Technical University); LETI Electrotechnical University
Author for correspondence.
Email: vvkuznetsov@inbox.ru
Kazakhstan, Ust-Kamenogorsk, 070000; Saint Petersburg, 190013, Russia; Saint Petersburg, 197376, Russia
V. V. Kuznetsov
LETI Electrotechnical University
Email: vvkuznetsov@inbox.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, 197376
A. V. Rumyantsev
Saint Petersburg State Technological Institute (Technical University)
Email: vvkuznetsov@inbox.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, 190013
V. A. Keskinov
East Kazakhstan State Technical University
Email: vvkuznetsov@inbox.ru
Kazakhstan, Ust-Kamenogorsk, 070000
N. A. Kulenova
East Kazakhstan State Technical University
Email: vvkuznetsov@inbox.ru
Kazakhstan, Ust-Kamenogorsk, 070000
K. N. Semenov
Pavlov Saint Petersburg State University
Email: vvkuznetsov@inbox.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, 197022
M. V. Charykova
Saint Petersburg State University
Email: vvkuznetsov@inbox.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, 197022
V. P. German
Saint Petersburg State Technological Institute (Technical University)
Email: vvkuznetsov@inbox.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, 190013
References
- Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем. Т. 1. Трехкомпонентные системы / Под ред. Пельша А.Д. Л.: Химия, 1973. 1069 с.
- Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем. Т. 2. Четырехкомпонентные и более сложные системы / Под ред. Пельша А.Д. Л.: Химия, 1975. 1063 с.
- Коган В.Б. и др. Справочник по растворимости. В 3-х томах. М.–Л.: Изд-во АН СССР, 1961–1970. Т. 1. 1960 с. Т. 2. 2066 с. Т. 3. 1219 с.
- Crocer L.S., Varsolon R.J., Mc-Colli J.A. // J. Pharm. Biomed. Anal. 1997. V. 15. № 11. P. 1661. https://doi.org/10.1016/s0731-7085(96)01941-3
- Hollmann R. // R.Z. Phys. Chem. (Leipzig). 1901. V. 37. P. 193.
- Тамман Г. Руководство по гетерогенным равновесиям. Л.: ОНТИ, Химтеорет, 1935. 590 с.
- Rumyantsev A.V., Charykov N.A., Puchkov L.V. // Russ. J. Phys. Chem. A. 1998. V. 72. № 6. P. 870.
- Сторонкин А.В. Термодинамика гетерогенных систем. Л.: Изд-во ЛГУ, 1967. Ч. 1, 2. 467 с.
- Чарыкова М.В., Чарыков Н.А. Термодинамическое моделирование процессов эвапоритовой седиментации. СПб.: Наука, 2003. 279 с. ISBN: 5-02-024989-0
- Филиппов В.К., Соколов В.А. // Термодинамика гетерогенных систем и теория поверхностных явлений. Л.: ЛГУ, 1988. Т. 8. С. 3.
- Korjinskiy A.D. Theoretical basis of the analysis of minerals paragenesis. M.: Nauka, 1973. 670 p.
- Чарыков Н.А., Литвак А.М., Михайлова М.П. и др. // Физика и техника полупроводников. 1997. Т. 31. С. 410.
- Baranov A.N., Dzhurtanov B.E., Litvak A.M. et al. // Russ J. Inorg. Chem. 1990. V. 35. № 5. P. 1020.
- Baranov A.N., Djurtanov A.A., Litvak A.M. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 1990. V. 35. № 12. P. 3008.
- Brunisholz G., Nozari M. // Helv. Chim. Acta. 1969. V. 52. № 8. P. 2303. https://doi.org/10.1002/hlca.19690520812
- Gmelin Handbuch der anorganischen Chemie. Berlin: Springer-Verlag., 1975.
- Справочник. Диаграммы состояния систем тугоплавких оксидов / Под ред. Галахова Ф.Я. Л.: Наука, 1985–1991. Вып. I–V.
- Байрамова У.Р., Бабанлы К.Н., Машалиева Л.Ф. и др. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. С. 1614. https://doi.org/10.31857/S0044457X23600792
- Reardon E.J. // J. Phys. Chem. 1989. V. 93. P. 4630.
- Vielma T. // CALPHAD: Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry. 2021. V. 72. P. 102230. https:// doi.org/10.1016/j.calphad.2020.102230
- Arapov O.V., Aksel’rod B.M., Pronkin A.A. et al. // Russ. J. Appl. Chem. 2003. V. 76. № 1. P. 33.
- Майстер И.М., Лопато Л.М., Шевченко А.В. и др. // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1984. Т. 20. № 3. С. 446.
- Coutures J., Rouanet A., Verges L. et al. // J. Solid State Chem. 1976. V. 17. P. 171.
- Coutures J., Sibieude F., Foes M. // J. Solid State Chem. 1976. V. 17. P. 377.
- Tueta R., Lejua A.-M. // Rev. Chim. Miner. 1974. V. 11. P. 27.
- Вопросы физической химии растворов электролитов / Под ред. Микулина Г.И. Л.: Химия, 1968. 420 с.
- Кескинов В.А., Чарыков Н.А., Блохин А.А. и др. Пат. РФ. № 2 550 891. Опубл. 20.05.2015.
- Ibragimova R., Afanasenko V., Kudryavtsev G. et al. // MATEC Web of Conferences. 2019. V. 298. P. 00070. https://doi.org/10.1051/matecconf/201929800070
- Лебедев А.Е., Гуданов И.C., Власов В.В. и др. Ректификационная колонна. Пат. РФ. RU2792004C1. Опубл. 15.03.2023.
- Müller M., Becker T., Gastl M. // Foods. 2021. V. 10. P. 1602. https://doi.org/10.3390/foods10071602
- Korotkova T.G., Kas’yanov G.I. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2021. V. 95. P. 1051. https://doi.org/10.1134/s0036024421050186
- Hongshen Li, Hongrui Liu, Yufang Li et al. // Energies. 2021. V. 14. P. 2266. https://doi.org/10.3390/en14082266
- Volynets D.A., Chernyshova E.A., Tarasov A.V. // World of petroleum products. 2021. V. 5. P. 50. https://doi.org/10.32758/2782-3040-2021-0-5-50-53
- Golovanchikov A.B., Prokhorenko N.A. // Oil Gas Technol. 2021. V. 135. № 4. P. 46. https://doi.org/10.32935/1815-2600-2021-135-4-46-49
- Khvostov A.A., Ivanov A.V., Zhuravlev A.A. // Mathematical Methods in Technologies and Technics. 2021. V. 2. P. 16. https://doi.org/10.52348/2712-8873_mmtt_
- Korzenszky P., Barátossy G., Székely L. et al. // Potravinarstvo Slovak J. Food Sci. 2020. V. 14. P. 1191. https://doi.org/10.5219/1472
- Пэн Дэцян, Ци Хуэминь, Ван Луяо и др. Пат. РФ RU 2 683 757. Опубл. 01.04.2019. 38. Myasoyedenkov V.M., Shapanbayev B.N. // Fine Chemical Technologies. 2014. V. 9. № 4. P. 34.
- Van der Ham F., Seckler M., Witkamp G. // Chem. Eng. Process. 2004. V. 43. P. 161. https://doi.org/10.1016/S0255-2701(03)00018-7
- Sharma AQ., Sandhu S., Kumar V. // Adv. Mater. Res. 2021. V. 1. P. 93. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.1160.93
- Guo G., Liu G. // Material Design Process. Commun. 2019. V. 2. P. 3484. https://doi.org/10.1002/mdp2.117
Supplementary files
