作者:阎波 周桓 李文轩离子缔合结构拉曼光谱固液相平衡
摘要:复杂水盐体系存在稳态和介稳固液相平衡以及复杂的成盐规律。为了解固液平衡状态下液相的结构特征,本文采用拉曼光谱技术并结合高斯-洛伦兹去卷积分峰拟合程序对Na^+,Mg^2+//SO4^2-,Cl^-,H2O四元体系及其二元和三元子体系中v1-SO4~(2-)的离子缔合结构特征进行了分析。研究结果表明:SO4^2-在Na2SO4-H2O体系存在自由态SO4^2-和SO4^2-离子簇两种结构,在Mg2SO4-H2O,MgSO4-MgCl2-H2O及Na^+,Mg2+//SO4^2-,Cl^-,H2O等含镁体系中,还有Mg^2+-H2O-SO4^2-和Mg^2+-OSO3^2-两种缔合结构。在二元和三元体系中V1-SO4^2-的离子缔合结构以自由态SO4^2-为主,随着SO4^2-离子总浓度的变化,上述四种结构所占比例会发生规律性变化。Na^+,Mg^2+//SO4^2-,Cl^-,H2O四元体系在NaCl减少及等温蒸发过程中,自由态SO4^2-结构比例逐步降低,Mg2+和SO4^2-相结合形成Mg~(2+)-H2O-SO4~(2-)或Mg^2+-OSO3^2-结构的机会增多,在复盐区还会形成SO4~(2-)离子簇结构。由此判断溶液结构的适应性变化是导致介稳现象的重要原因。进一步的相关分析表明:SO4^2-的浓度和耶涅克指数J与V1-SO4^2-峰的峰强度和峰面积存在正相关关系,Mg^2+浓度是影响V1-SO4^2-峰中四种缔合结构的比例发生变化的主要因素。
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