Фазовые равновесия в системе MgS-Y2S3
Другие рефераты
Диплом
Министерство общего и профессионального
образования Российской Федерации
Тюменский Государственный Университет
Химический Факультет
Кафедра неорганической химии
Дипломная работа
студентки 5 курса химического факультета
Ермачковой Елены Владимировны
Тема работы:
Фазовые равновесия в системе MgS – Y2S3
Научный руководитель:
ассистент Бурханова Т. М.
Тюмень 1999
Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации
Тюменский Государственный Университет
Химический факультет
Кафедра неорганической химии
Дипломная работа
Тема работы:
Фазовые равновесия в системе MgS – Y2S3
Подпись декана ________________Паничева Л. П.
Подпись зав. кафедрой Кертман С. В.
Подпись руководителя Бурханова Т. М.
Подпись рецензента
Подпись студента Ермачкова Е.В.
Содержание:
Bведение 5
Глава 1. Литературный обзор. 6
1.1. Фазовые равновесия в системе MgS-Y2S3. 6
1.1.1.Фазовое равновесие в системе Mg-S. 6
1.1.2.Фазовое равновесие в системе Y-S. 7
1.1.3.Кристаллохимическая характеристика фаз в системе Mg-S, Y-S. 9
1.1.4.Фазовые равновесия в системе MgS –Ln2S3. 12
1.1.5. Взаимосвязь структуры и типа химической связи в сульфидах
магния-лантанида с их свойствами. 16
1.2. Синтез простых и бинарных сульфидов. 18
1.2.1.Метод прямого синтеза. 18
1.2.2.Метод косвенного синтеза. 19
1.2.3.Выводы по литературному обзору. 21
Глава 2. Методическая часть. 22
2.1. Методы физико-химического анализа 22
2.1.1. Рентгенофазовый анализ. 22
2.1.2.Микроструктурный анализ. 23
2.1.3.Дюрометрический анализ. 25
2.1.4.Визуально - политермический анализ. 26
Глава 3. Экспериментальная часть. 29
3.1. Синтез веществ. 29
3.1.1. Синтез Y2S3 в потоке сульфидирующих агентов. 29
3.1.3. Синтез трехкомпонентных образцов в системе MgS – Y2S3. 32
3.1.4. Микроструктурный анализ образцов системы MgS – Y2S3. 38
3.1.4. Рентгенофазовый анализ образцов системы MgS - Y2S3 . 38
Глава 4. Фазовые равновесия в системе M S - Y2S3. Обсуждение
результатов. 45
Выводы. 51
Литература. 52
Введение
Соединения с участием РЗЭ остаются по прежнему обширным резервом для
создания новых материалов. Возможно создание материалов с уникальными,
заранее заданными свойствами.
Взаимодействие в системах MgS – Ln2S3 изучалось Флао, Патри, Доманжем.
По характеру взаимодействия все системы можно разделить на три группы. В
системах для La – Gd тройные соединения не образуются. Для Tb – Er, Y в
литературе указано на образование тройных соединений типа MgLn2S4,
кристаллизующихся в ромбической сингонии. Для Tm – Sc фаза MgLn2S4 имеет
структуру типа шпинели. Однако условия существования фаз не определены,
неясен характер их плавления, протяженность областей твердых растворов не
связана с температурой.
Для реализации на практике потенциальных возможностей новых материалов
необходимо определить условия их существования и методы синтеза. Это
позволяет сделать физико-химический анализ путем построения Т –Х – проекции
диаграммы состояния, являющейся основанием для синтеза материалов.
Цель настоящей работы состоит в изучении фазовых равновесий в системе
MgS – Y2S3 при использовании методов физико-химического анализа.
Глава 1. Литературный обзор.
1 Фазовые равновесия в системе MgS-Y2S3.
1 Фазовое равновесие в системе Mg-S.
Моносульфид MgS имеет кубическую кристаллическую структуру типа NaCl.
Структура MgS образуется сочетанием довольно объемных анионов серы и
значительно меньших по размерам катионов металлов. Можно предполагать, что
анионы серы как более крупные по размерам имеют тенденцию к регулярному
расположению в элементарных ячейках довольно тесно один возле другого; они
образуют при этом пустоты, в которых располагаются катионы. Каждый ион
магния окружен шестью ионами серы, расположенными в вершинах правильных
октаэдров. Все пустоты, в которых периодически располагаются катионы
(согласно их размерам и заряду), в структуре MgS заняты и возможность
образования твердого раствора по разрезу MgS-Ln2S3 маловероятна.(1(. В
системе Mg-S (рис.1) образуется единственная фаза MgS. Температура
плавления составляет 2270К, при которой MgS разлагается.(2(
Рис. 1 Ориентировочная диаграмма состояния системы MgS.
Свойства MgS
MgS получают:
1. Mg+S=MgS (реакция происходит в фарфоровой трубке при 8000С).
2. 2Mg + S + H2S = 2MgS + H2
3. MgO + CS2 = 2MgS + CO2 (температура 700-9000С).
4. MgO + C + S = MgS + CO
5. MgSO4 +2C = MgS + 2 CO2 (температура 9000С).
MgS представляет собой бесцветные (или розовато-красные из-за примесей)
кубические кристаллы с решеткой типа NaCl (межатомные расстояния 2,89 А) и
плотностью 2,79 гр/см3. Они плавятся при температуре 20000С,
фосфоресцируют, вызывают красное катодное свечение, трудно растворимы в
воде, реагируют с холодной водой(2(:
3MgS + 2HOH = Mg (HS)2 + 2MgO + H2S
При гидролизе MgS в теплой воде образуется окись магния и сероводород(3(:
MgS + HOH = MgO + H2S
Разбавленные кислоты, такие как HF, HCl, H2SO4, реагируют с MgS, образуя
соли и H2S. Cl, Br, I энергично реагируют с нагретым выше 3000С MgS,
образуя соответствующие галогениды.
Двуокись углерода под давлением 50-100 мм.рт.ст. реагирует с MgS, нагретым
выше 6600С(4(:
MgS + CO2 = MgO + COS
2 Фазовое равновесие в системе Y-S.
Существуют следующие сульфидные фазы иттрия YS, Y5S7, (-Y2S3, ?-Y2S3,
YS2.
Результаты изучения кристаллохимических характеристик и некоторых
физических свойств сульфидов собраны в табл.1. Данные по диаграмме
состояния системы Y-S не обнаружены.
Предложение о фазовой диаграмме состояния можно сделать на основе
кристаллохимических данных, имеющихся по системе Y-S. Моносульфид YS
кристаллизуется в структурном типе NaCl. На основе YS существует дефектный
твердый раствор типа вычитания серы до состава YS0,75 (Y4S3), при этом
период решетки a уменьшается от 5,493 (YS) до 5,442 A( (Y4S3).
Соединение Y5S7 содержит две формульные единицы в элементарной ячейке.
Полуторный сульфид (-Y2S3 кристаллизуется в структурном типе моноклинного
Ho2S3 с 6 формульными единицами в ячейке. В ячейке дисульфида
(полисульфида) иттрия содержится. 8 формульных единиц YS2.
Тетрагональный YS2 существует при температуре выше 500(C в интервале
давлений 15-35 кбар. Кубический же YS2 образуется в интервале давлений 35-
70 кбар.
Стехиометрический дисульфид иттрия даже в условиях высоких давлений и
температур (500-1200(C) не существует.
3 Кристаллохимическая характеристика фаз в системе Mg-S, Y-S.
Табл.1 Кристаллохимические свойства сульфидов иттрия и магния.
|Формула|Цвет |Синго|Простр|Структур|Период решетки, Е |Плотность |
| | |ния |анстве|ный тип | |г/см3 |
| | | |нная | | | |
| | | |группа| | | |
| | | | | | | | | | |
| | | | | |a |b |c |пинкно|рентг|
| | | | | | | | |м |ен |
|MgS |Бесц.|кубич|Fm3m |NaCl |5,191| | |2,79 | |
| | |еская| | | | | | | |
|YS |Рубин|кубич|Fm3m |NaCl |5,477| | |4,51 |4,92 |
| |ово |еская| | | | | | | |
| |красн| | | |5,493| | | | |
| |ый | | | | | | | | |
| | | | | |5,495| | | | |
|Y5S7 |Сине-|монок|C2/m |Y5S7 |12,67|3,81 |11,45 |4,19 |4,18 |
| |черны|линна| | | |3,803 |11,550|4,10 |4,09 |
| |й |я | | |12,76| | | | |
| | | | | |8 | | | | |
|(-Y2S3 |Желты|монок|P2/m |(-Ho2S3 |10,17|4,02 |17,47 |3,87 |3,87 |
| |й |линна| | | | | | | |
| | |я | | | | | | | |
|?- Y2S3| |Кубич|Y4 3d |Th3P4 |8,306| | | | |
| | |еская| | | | | | | |
|YS2 |корич|тетра| | | | | | | |
| |нево-|гонал| |YS2 |7,71 | | |4,25 |4,35 |
| |фиоле|ьная | | |7,72 | | |3,6 |4,35 |
| |товый| | | | | | | | |
| | |кубич| |LaS2 | | | | | |
| |от |еская| | |7,797| | |3,9 |4,32 |
| |темно| | | | | | | |
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
