硫酸钠溶液降温过程探析

Ｎ ｇＯ 溶液的降温过程 中， ａｓ ａ Ｓ Ｎ ：０ 的析 出率随温度的降低而不断升高 ，当温度为 １ ℃时 ，０ ｇＬ ａ Ｏ 溶 ． Ｏ １０ ・ Ｎ ２ Ｓ 液 回收率可达 ８ ． Ｎ Ｃ 、 Ｃ 的加入使 Ｎ ２ ４３ ％。 ａ ＩＫ １ ａ Ｏ 溶液的冰点降低 。 Ｓ 通过综合分 析 ， Ｎ ２ 在 ａ Ｏ 工业的提纯精制 Ｓ
２ Ｏ １ ５
ｌ Ｏ
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度下降至 一 ． ２ ℃时 ， ａ Ｏ 溶液 中出现冰花 ，溶液 ２ Ｎ２ Ｓ
温 度迅 速 回升至 一 ． ， 在 随后 的 １ｍｉ １ 并 ０ ５ ｎ内始 终
保持不变。因此 ， ０ ｇ Ｎ ２ １ ｍ ・ ａ Ｏ 溶液在 一 ５Ｃ ０ Ｓ ３ ￣冷 凝条件下测得的冰点也为 一 ．￣。 １ Ｃ ０ 由图 ｌ２比较发现 ， 同降温条件下 ， 、 不 溶液降 温过程会 出现不同 ， 溶液 中晶体析 出的温度 出现不 同， 但并不会影响最终溶液冰点温度的确定。
过程 中， ａ Ｏ 溶液降温温度控制 比较合理的范围是 一 ． Ｏ０ Ｎ Ｓ １ ０～ ．℃。 关键词 ： 硫酸钠 ； 冰点 ； 回收率
中图 分 类 号 ：ＱＩ４２ Ｔ １．６ 文 献 标识 码 ： Ａ
Ａ ｎａｙｓｎｇ ｏ ｈｅ ｃ ｏｌｎ ｐｒ ｃ ｓ ｆｓ ｉ ｕ ｆ ｔ ｏｌ ｉ ｌ ｉ ｆｔ ｏ ｉ ｇ ｏ ｅ ｓ ｏ ｏｄ ｕｍ ｓ ｌａ ｅ ｓ ｕｔｏｎ ＦＡＮ ａ －ｍｉ ＨＯＵ ｎｇ，ＬＩ Ｂａ Ｘｉｏ ｎｇ， Ｙａ Ｕ ｏ，ＺＯＵ Ｈｕｉ ｉｇ ，ＤＵ ｉ －ｌｎ Ｂａ－ｈｕ ’ ｉ
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时间 ／ ｎ ｍｉ
可 以 用 玻 恩 一哈 伯 循 环 来 讨 论 水 溶 液 中 Ｎ ２Ｏ 的离解 和水 化 。其 循环 过程 见 图 ３ ａ Ｓ 。
图 ｌ － ０ｃ ，Ｏ ｇ Ｌ ａＳ 液温 度变 化 １ ｏｔ ｌＯ ・ －Ｎ ２Ｏ 溶
产品质量要求。 采用溶解 一降温析 出的方法来可对 Ｎ２ ａ Ｏ 进行进一步提纯精制。在降温析 出的过程 中 Ｓ 冷 冻 温 度 过 低 时 ， ａ Ｏ 溶 液 可 能 会 出 现 结 冰 现 Ｎ２ Ｓ 象， 由此 冷 凝 器 可 能 发 生堵 塞 和 冰冻 事 故 ， 致 生 导
（．ｈｎ ｏ ｇＳ ｐ￣ｉｉ ｎ ｎｐｃｉ ａｔｔ ｆｒ ｒｄ ｃ ｕｌｙ Ｊ ａ ５ １０Ｃ ｉａ １ ａｄ ｎ ｕ ｅ ｓ ｎａｄＩｓｅｔ ｎＩ ｔｕｅ ｏ ｏｕ ｔ ａｉ ，ｉ ｎ２ ５ ０ ｈｎ ； Ｓ ｏ ｏ ｎｉ Ｐ Ｑ ｔ ｎ
２Ｆｃ ｌ ｆ ｈｍｉｒ， ｏｔｅｓ Ｎ ｒ ａ Ｕ ｉｅｓｙ Ｃ ａｇｈ ｎ １００ ｈｎ ） ．ａｕｔ ｏ ｅ ｓｙ Ｎ ｒ ａｔ ｏｍ ｌ ｎｖｒｉ 。 ｈｎ ｃｕ ３ ０ ０Ｃ ｉａ ｙ Ｃ ｔ ｈ ｔ
１２ 实验 方 法 ．
量 取 ７ｒＬ配制 的 Ｎ ２Ｏ 溶 液 置 于 双层 玻 璃 Ｏ ａ ａＳ 管中 ， 将玻 璃 管 置 于设定 好 冷却 温 度 的低 温运 动 粘 度 测 定仪 中 ， 时打 开 机械 搅拌 装 置 以保 证溶 液 温 同 度 的均匀 性并 计 时 。 观察 Ｎ ２Ｏ 溶液 温度 和状 态 随 ａ Ｓ 时 间 的变 化 。
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由 图 ３可 见 ， 华 热 、离 解 热 、晶格 能 均 由 升
Ｎ２ ａ Ｏ 本身性质决定 ， Ｓ 而离子水合焓则取决 于溶质
时间 ／ ｉ ｍｎ
与溶剂之间的相互作用 ， 将直接影响 Ｎ ｚ ａ Ｏ 在水中 Ｓ 的溶解度。Ｎ ２ ａ Ｏ 与水相互作用越大 ， Ｓ 生成 的水和 离子越稳定 ， 离子水合焓越大 ， 其溶解度 越大。而 Ｎ２ ａ Ｏ 在水 中的溶解度是随着溶液温度 的降低而 Ｓ 逐 渐减 小 的 。
又使 Ｎ ２Ｏ 的结晶析出率不够高 ，影响到生产效 ａ Ｓ 率。因此 ， ａ Ｏ 溶液冰点的确定 以及合适 的降温 Ｎ２ Ｓ 温度 就 显得 比较重 要 了 。 本文利用外部冷却降温法模拟 了 Ｎ ２Ｏ 溶液 ａ Ｓ 降温过程 中的发生的变化 ， 并最终确定了 Ｎ ２ ａ Ｏ 溶 Ｓ 液 的 冰点 以及 合 适 的冷 却 温度 ， 企业 的工业 化 生 为
产 过 程 出现 中断 ， 至对 生产 设 备造 成 破 坏 ， 响 甚 影 生产 的可 持续 进行 。另一方 面 ， 却温 度不 够低 时 ， 冷
Ｎ Ｏ 、 ａ １Ｎ Ｎ ， ａ Ｎ Ｃ 、 ａ Ｏ ，以上 药 品均 为 分 析 纯 由 Ｓ 国药 集 团化学 试剂 有 限公 司提供 。
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｈ ｏ ｌ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｏ ｉ ｍ ｕ ｆ ｔ ｏｕ ｉ ｎ ｗａ ｉ ｌｔ ｄ Ｂ ｈ ｓ ｓ ｄ ， ｔ ｉ Ｃ Ｉ ｓ ｒ ｃ ：ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ，ｔ ｅ ｃ ｏｉ ｒ ｃ ｓ ｆｓ ｄ ｕ ｓ ｌ ｅ ｓ ｌ ｔ ｓ ｓ ｎ ａ ｏ ｍｕ ａｅ ． ｙ ｔ ｉ ｔ ｙ ｉ ｓ Ｏ — ｕ ｌ ｉ ｆ ｍｅ ｈ ｔ ｈ ｒ ｅ ｉ ｇ ｐ ｉｔｏ ０ ｇ Ｌ ‘ ｎ ０ Ｌ ’ ｏ ｉｍ ｕ ｆ ｔ ｏｕ ｉ ｎ ａ ｅ ｂ ｔ 一 ． ℃ ． ｒ ｃｐ ｔｔ ｎ ｒ ｔ ｏ ｒ ｄ ｔ ａ ｅ ｆｅ ｚ ｏ ｎ ｆ１ ０ ‘ ａ ｄ ５ ｇ‘ － ｓ ｄ ｕ ｓ ｌ ｅ ｓ ｌｔ ｒ ｏ ｈ １０ Ｐ ｅ ｉ ｉ ｉ ａｅ ｆ ｔ ｎ ａ ｏ ａｏ
化
学
工
程
师
Ｃ ｅ ｃｌ ｎｉｅｒ ｈｍｉａ Ｅ ｇｎｅ
２ Ｉ 年第 ７期 ０１
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文章编号 ：０ ２ １２ （ ０ ）７ ０ ５ — ３ １ ０ — ４ ２ １ ０ — ０ ６ ０ １ １
程 师 圄 地
：
硫酸钠溶液降温过程探析
范晓明 ， 侯 杨 ， 宝 ， 惠玲 ’杜伯会 刘 邹 ，
产 的正 常控制 和安 全操 作提 供 了理论 指导 。
收稿 日期 ：０ ０ — ２ ２ １一 ４ ２ Ｉ
２ 结果 和 讨 论
２１ 不 同冷 却温度下 ， ａ Ｏ 溶液温度 的变 ． Ｎｚ ４ Ｓ
化
分 别在 一 ０ 和 一 ５Ｃ １ ３ ￣的冷 却 温 度 下 对 Ｎ Ｏ ａ ｓ
１ 实 验 部 分
１１ 仪 器 及 试 剂 ．
Ｄ Ｙ ０９ Ｓ 一 １Ａ低温运动粘度测定仪 （ 大连离合仪
器有 限公 司 ）秒 表 ；Ｅ ０ ； Ａ ２０电子分 析 天 平 ； 坩埚 ； 烘
箱。 ‘
滤等 步骤后蒸发或者 卤水经过多效蒸发分离得到
Ｎ ２Ｏｔ ， 所得 到 的 Ｎ ２Ｏ 纯 度有 时并 不能 满 足 ａ ４ 但 Ｓ １ ａＳ
（． １山东省产 品质量监督检验研究院 食品化工中心， 山东 济南 ２ ０ ０ ； ． ５ １ ０ ２东北师范大学 化学学院 ， 吉林 长春 １ ０ ０ ） ３ ００
摘
要： 通过模拟Ｎ ２Ｏ 溶液的降温过程 ， ａ Ｓ 确定 了 １０ ・ 和 ５ ｇＬ ａ Ｏ 溶液 的冰点 为 一 ．℃。在 ０ｇ Ｌ ０ ・ Ｎ ２ Ｓ １ ０
当冷却至 ２ ｍｎ时 ， ３ｉ 溶液温度降低至 ９ ｃ 溶液开 ． Ｃ， Ｏ 始 出现浑浊现象 ， 开始有少量 的晶体析出。与此 同 时， 溶液温度随着晶体析出迅速 回升至 ９ ℃。 ． ７ 在此 过程 中， 随着温度 的降低 ， ａ Ｏ 在水 中的溶解度 Ｎ２ Ｓ
不断减小 ， 并逐 渐 达 到 过 饱 和状 态 ， 液 中 Ｎａ与 溶 ￣ Ｓ ４ 浓 度 积 超 过 了该 温 度 下 Ｎ ２Ｏ 的溶 度 积 而 开 Ｏ２ ＿ ａ Ｓ
图 ２ — ５ＣＦ，０ ｇ Ｌ ａ Ｏ 溶 液 温 度 变 化 ３ ￣－ １０ ・－Ｎ ： Ｓ
Ｆｇ Ｔ ｍｐｒｔｒ ｈ ｎｅ ｆ１％ ・－Ｎ ２Ｏ ｌｔ ｎ ｉ． ｅ ｅａｕｅｃ ａｇｓ ０ Ｌ ａ ４ｏｕｉ ２ ｏ Ｓ ｓ ｏ
ｕ ｄ ｒ— ５ Ｃ ｎ ｅ — ｏ ３
由图 １ 以看 出 ， 液 温 度 随 时 间 不 断 下 降 。 可 溶
２ 不 同浓度 的 Ｎ ｚＯ 溶液 降温模拟 ． ２ ａ Ｓ
在 一０ １ ℃冷 却 温 度 下 ， 浓 度 为 ５ｍ ・ 。 对 ０ ｇ Ｌ 『 Ｎ２ ａ Ｏ 溶液进行降温处理 ， Ｓ 其降温过程见图 ４ 。
Ｆｇ１ Ｔ ｍｐｒｔｒ ｈｎ ｅ ｆ ０ ‘－Ｎ ２Ｏ ｌｔ ｎ ｉ． ｅ ｅａ ｅｃ ａｇｓ ％ Ｌ。 ａ ４ｏｕ ｏ ｕ ｏ１ Ｓ ｓ ｉ
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工业 上 ， 常是 采用 母 液排 出法 将芒 硝 或 含有 通 芒硝 的矿物 由淡水 溶 液经 化 学处 理 、重 力沉 降 、 过
●
升华热
●
Ｉ／ ｌ晶 格
ｆ 合 ｌ 水焓 离 子
４
Ｎ２ ４ ！ ２ａ（ 液） Ｏ 水溶液 ） ｏ 体） Ｎ＋ ｓ（ 水 ＋ （ Ｓ
图 ３ Ｎ ２Ｏ 在水中的玻恩一 ａ Ｓ 哈伯循环
Ｆ ｇ３ Ｂ ｒ － ｂ ｒｃ ｃｅ ｏ ２ Ｏ ｎ ｗａｅ ｉ． ｏ ｎ Ｈａ ｅ ｙ ｌ ｆＮａＳ ４ｉ ｔｒ
Ｎ Ｓ ４ ｉ ｒ ｉ ｇ Ｗｉ ｈ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｄ ｃ ｅ ｓ ｆｓ ｄ ｕ ｓ ｌ ｔ ｏ ｕｉ ｎ ｉ ｉ ｕ ｏ ８ ３ ａ ．℃ ｆ ｒ ｌ Ｏ １ 。 ２ ０ ｓ ｉ ｎ ｔ ｔ ｅ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｒ ａ ｅ ｏ ｏ ｉ ｍ ｕｆ ｅ ｓ ｌ ｔ ， ｓ ｐ ｔ ４＿％ ｔ １Ｏ ｓ ｈ ａ ｏ ｔ ｏ ｇ’ 。 Ｏ
ＮａＳ ｏ ｕ ｉｎ Ｉ ｗｉ ｏ ｒｔ ｅ ｆｅ ｚ ｇ ｐ ｉ ｔｏ ｏ ｉ ｍ ｕ ｆ ｔ ｏ ｕ ｉｎ ｗｈ ｎ Ｎａ １ ＫＣ ｒ ｄ ｅ ． ｈ ｏ ｇ ｏ ２ Ｏ４ ｌ ｔ ． ｌ ｌｗｅ ｈ ｒ ｅ ｉ ｏ ｎ ｆｓ ｄ ｕ ｓ ｌ ｅ ｓ ｌ ｔ ｅ Ｃ ， １ａ ｅ ａ ｄ ｄ Ｔ ｒｕ ｈ ｅ ｍ— ｓ ｏ ｔ ｌ ｎ ａ ｏ ｐ ｅ ｅ ｓ ｅ ａ ａｙ ｉ． ｈ ｒ ｐ ｒ ｓ ｌ ｔ ｎ ｔ ｍｐ ｒ ｔｒ ａ ｇ ｓ－ ． － ．℃ ｄ ｒｎ ｈ ｕ ｉｉａｉｎ ａ ｄ ｒ ｆ ｉ ｇ ｐ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉ ｎ ｌ ｓ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｏｕ ｉ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｒ ｎ ｅ ｉ １０ ０ ０ ｖ ｓ ｏ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｐ ｒ ｃ ｔ ｎ ｅ ｎｎ ｒ — ｆ ｏ ｉ ｔ ｓ ｆ ｈ ｏ ｉ ｍ ｕｆ ｔ． ｅ ｓｏ ｅ ｓ ｄ ｕ ｓ ｌ ｅ ｔ ａ
作者简介 ： 晓明（９ ４ ， ， 范 １８ 一）男 山西平遥人 ， 助理工程 师 ， 硕士 ，０ ９ ２ ０
年毕业于 中国海 洋大学分析化 学专业 ，从事石油 化工产
品检测研究。
２ １ 年第 Ｏ 期 ０１ ７
范晓明等 ：来自百度文库硫酸钠溶液降温过 程探析
进行降温处理 ， 其温度随时间的变化见图 １２ 、。