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磷酸钙体系热力学分析

发布时间:2019-07-03 06:32 来源:未知 编辑:admin

  稀有金属与硬质合金&’()*)+’,-’./0)1).+)/0’(23/)- 45,6!!76# 89.6!#$$% !试验与研究! 磷酸钙体系热力学分析 !中南大学冶金科学与工程学院湖南长沙 值下的热力学平衡图讨论了溶液中可能出现的磷酸钙盐的溶解度与 中图分类号IJ:::6!!!! 文献标识码 IS)(15/M.’13RK.’,M-3-5.0’,R391=S5-?S’+)LM-+)1LXGJ’.C +S)+S)(15/M.’13R2’,’.R)/3’C(’1-’()/(’].N5(R’,R391?S5-?S’+)-M-+)19./)(/3NN)().+?@’+#E;f6

  ,C36\$(B::768 其中76 表示离子 带电荷数 表示溶液中的离子强度96 表示各离子 在水溶液中的有效半径#数值见表 $6%$$6B $6$ $6B $6$ $6$ $6$ $6$ $6E$ $6!B !!#Bc 时磷酸钙系在饱和溶液中发生的平衡反应 及平衡常数见数表 序号平衡关系式 计算方法根据热力学理论 相对应的以下方程! 相符(在进行亚稳态计算时!我们假设不同 最高只能调整到%6B !若再进一步增加!溶 液中将会有 析出(因此!该亚稳溶液已达到过饱和限( 据此有 &中可解出各离子的浓度!进而根据 结果与分析03.! 稳态时 /!502=7!5/=系热力学分析 不同磷酸钙在 不同磷酸钙在/CK( 溶液中达到平衡时 不同磷酸钙在/CK( 溶液中达到平衡时 的溶解度图条件下!化合物的 &!然而磷酸是一种多价无机酸!在磷酸钙类化合物的溶解过程中加入磷酸根离子可 形成配合物!其产生的同离子效应对溶液体系的络 合离子平衡造成显著影响$这导致了溶液中 值将随着溶解等温变化而变化$在沉积 时!由于动力学原因!溶液中钙’磷的摩尔比对产物物相组成影响很大$一般为达到 沉积 fH@等调整 $这样溶液的平衡行为又有所不同!在这种情况下计算结果如 稳态溶液于/CK( 相比!钙’磷离子的行为有显著不同$随着 值的升高!二者浓度均逐步下降$ 03/! 亚稳态 /!502=7!5/=系热力学分析 上面的热力学分析均是在体系达到稳定热力学 平衡的条件下进行的!而实际上正如前文所提及! 钙’磷溶液可以在超过溶解度一定程度的情况下以 亚稳的过饱和状态存在$关于这种过饱和限度的研 究!对羟基磷灰石生物陶瓷及其膜层的制备具有重 要指导意义$ 前面已计算出溶液最大过饱和度为 $在这种条件下计算了体系的过饱和行为!如图 亚稳态溶液于/CK( 的升高!溶液中总钙’总磷离子浓度虽然仍呈下降趋势!但与相同 条件下的稳态体系相比浓度要高出许多$如图所示!在总 钙浓度的线上部分是体系的过饱和区域!超过此线! 会析出 !可以看出!用于沉积生物陶瓷膜的过饱和溶液的浓度和 溶液于/CK( 达到平衡时浓度的对比 放!等磷酸钙体系热力学分析应落在图中由极限亚稳平衡线和稳定平衡线所包含 的区域之内#由图可见!亚稳定的浓度要高于稳定 平衡浓度!这对于配制具有相对较高浓度$较大稳定 性的试验用溶液是十分有意义的# 060! 实验验证 上面关于 亚稳溶液的计算是基于溶液的极限过饱和度在温度为定值这一假设的#根据计算 结果!进行了实验验证# 溶液用分析纯的 配制!用$6$:15, fH@调整 溶液于/CK( 达到平衡时其理论 计算值与实验值的对比 的区域内实验结果与理论计算基本吻合!说明我们的假设是合理 的#图中有较小的偏差!主要是因为在调整溶液体 值时!加入的瞬间碱局部过量!使该局部溶液超出过饱和限而形核!影响观察所致# 的饱和溶液和极限过饱和溶液的平衡行为!给出了含钙$磷过饱和溶液的稳定区 山西电力! )*+,(PNN)R+-5N-5,9+35.R5./3+35.-5.+S)?()R3?3+’+35.5N?S5-?S’+)N5(()R5Y)(MK+S)(15/M.’13R )Y’,9’+35. )*+,(0’,R9,’+35.5N+S)-5,923,3+M/3’ZC(’1-3.+S)-M-+)10’ #!@!=H!fH@!@GH!!0H#!@#H )*+,(0’,R391?S5-?S’+)25.)R)1).+-N5(R,3.3R’,’?,3R’+35.-?’(+: 6859(Z.’,5N*’+)(3’,-LR3).R) *’+)(3’,-3.*)/3R3.) 6=()?’(’+35.5NR’,R391?S5-?S’+)R5’+3.C5.?9()+3+’.391-92-+(’+)2M),)R+(5/)?5-3+35.1)+S5/ )*+,(IS)5()+3R’,’.’,M-3-5N?S5-?S’+)?()R3?Z3+’+35.3.-319,’+)/25/MN,93/ )*+,(0’,R391?S5-?S’+)-M-+)13.-’,3Y’!,3g)1)/3’ 6859(.’,5N+S)0S)13R’,L5R3)+MJ’(’/’MI(’.-’R+35.- )*+,(@M/(5QM’?’+3+)-5,923,3+M3.-31?,)3.5(ZC’.3R-5,9+35.-9-3.C-5,3/+3+(’+35. 6859(1’,5N

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