TbCl3-CdCl2-HCl-H2O()的相平衡 学 生: 指导老师: 年级: 专业: 班级:摘 要 测定了四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O()的相平衡溶度数据,绘制了相应的溶度图。该四元体系是复杂体系且有1个新物相化合物4CdCl2· TbCl3·14H2O生成。关键词 四元体系,相平衡,TbCl3 ,CdCl2 一 前 言稀土卤化物与稀碱卤化物所形成的化合物具有特殊的光学性质。文献[1-3]研究了稀土卤化物与稀碱金属卤化物在盐酸介质中的相平衡关系,且发现新化合物CsEuCl8·14H2O、Cs2EuCl5·4H2O、3CsCl·CeCl3·3H2O、CsCl·CeCl3·4H2O具有上转换发光性能。文献[4-6]分别研究了DyCl3-CdCl2- H2O和DyCl3-CdCl2-HCl-H2O()的相平衡,YCl3-CdCl2-H2O和YCl3-CdCl2 -HCl-H2O()的相平衡,在时CeCl3-CdCl2-H2O和CeCl3- CdCl2-HCl-H2O的相平衡,均发现了新的化合物,并且也具有上转换发光性能和较强的荧光性能。为比较过渡元素/稀土氯化物与稀碱金属/稀土氯化物盐水体系中相关系间的差异,丰富盐水相化学,和为合成新的化合物寻找可能的途径,本文在前述研究的基础上研究了在时四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O的相平衡关系,发现了1个未见文献报道新物相化合物。 二 实验部分1、试剂及仪器配制TbCl3·6H2O试剂:(1)称取适量Tb2O3固体,放在小烧杯中,加少量水。(2)量取适量浓度为35%的盐酸溶液,缓慢加入到盛有Tb2O3试剂的小烧杯中,搅拌。(3)加热至溶解成无色透明的液体,将其自然冷却。(4)过滤。将滤液加热至产生结晶膜后,自然冷却。(5)抽滤,晶体放入干燥器中自然干燥[1]。化学反应方程式: Tb2O3+6HCl=2TbCl3+3H2O。CdCl2、EDTA、AgNO3、六次甲基四胺、甲基红、二氯荧光黄、二甲酚橙、邻二氮菲均为分析纯试剂。使用蒸馏水。使用仪器:恒温搅拌装置(自制)。2、实验及分析方法设定一系列递变点,按四元体系斜截面布点配样,密封于塑料管中,在的恒温条件下进行搅拌。五天后调整试样的酸度,调节酸度,使各试样酸度一致。将调节过酸度的各试样封闭,继续恒温搅拌。待平衡后,取样,分析液体与湿渣组成。分析方法如下:以甲基红为指示剂,用标准氢氧化钠溶液滴定试样中盐酸的含量;用邻二氮菲掩蔽Cd2+后,以二甲酚橙为指示剂,六次甲基四胺为缓冲溶液,用标准EDTA溶液滴定试样中的三氯化铽的含量;以二氯荧光黄为指示剂,加稍过量碳酸钙固体中和盐酸,加糊精,用标准硝酸银溶液滴定氯离子;用差减法可求得试样中二氯化镉的含量。 三 结果与讨论1、四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O的溶度图表1为四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在时的溶度数据及其在底面三角形TbCl3-CdCl2-H2O上的投影数据。图1为相应的溶度图。 由图一知,该体系的溶度曲线由三段构成,分别对应化合物CdCl2·H2O、4CdCl2·TbCl3·14H2O(4:1型)和TbCl3·6H2O。其中4:1 型化合物是固液同成分溶解的化合物,可从体系中直接得到,是未见文献报道表1 四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在时的溶度数据及其在底面三角形TbCl3-CdCl2-H2O上的投影数据液相(%) 湿固相(%)四面体 三角形 四面体 三角形序号 HCl CdCl2 TbCl3 CdCl2 TbCl3 HCl CdCl2 TbCl3 CdCl2 TbCl3 平衡固相平均酸度 = 0 0 --- --- --- --- --- A 2 A 3 A 4 A+B 5 B 6 B 7 B 8 B 9 B 10 B 11 B 12 B+C 13 B+C 14 B+C 15 C 16 C 17 C 18 C 19 C 20 0 0 --- --- --- --- --- C 双饱点组成(平均值):E1: , ; E2: , ·H2O ; B: 4CdCl2·TbCl3·14H2O; C:TbCl3·6H2O图1 四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在三角底面TbCl3-CdCl2-H2O的溶度图的新物相化合物。2、四元体系RECl3-CdCl2-HCl-H2O(RE=La、Ce、Nd、Dy、Tb)间的比较轻稀土元素之间或重稀土元素之间,其相化学行为具有相似性及相异性。如轻稀土元素均有4:1型化合物和9:1型化合物。而重稀土元素有9:2型化合物。本文研究的铽属中稀土元素,其新化合物的类型却为4:1型,说明中稀土元素与轻稀土相比,具有相似性也具有相异性,而与重稀土元素具有相异性。这充分说明稀土元素具有“分组效应”。 四 结论研究了氯化铽与氯化镉在盐酸介质中相关系,绘制了相应的溶度图,在体系中发现和得到了新化合物4CdCl2·TbCl3·14H2O。本文的研究结果为合成新化合物提供了相关系依据。参考文献[1]Wang Hui,DUAN Jin-Xia,TAN Xin-Quan,Study on phase diagram of (cesium chloride+europium trichloride+hydrogen chloride+ water)quaternary system at T= and the fluorescence spectra of its compounds. J. , 2002,34,1495~1506[2]Wang Hui,DUAN Jin-Xia,TAN Xin-Quan,Study on phase diagram of (CsCl-CeCl3-HCl-H2O system and the propertier of the Journal of Chemistry,2002,20(9):904-908[3]Wang Hui,DUAN Jin-Xia,TAN Xin-Quan,Phase equilibrium system of CsCl-YCl3-HCl-H2O at T= and its Journal of chemistry,2004,22(10):1128-1132[4]乔占平,卓立宏,王惠.三元体系YCl3-CdCl2-H2O和四元体系YCl3-CdCl2-HCl-H2O()的相平衡及其固相新化合物的研究[J].无机化学学报,2004,20(8):929-932[5] 乔占平,卓立宏,王惠.四元体系LaCl3-ZnCl2-HCl(7%)-H2O()和三元体系ZnCl2-HCl-H2O()相平衡的研究[J].无机化学学报,2003,19(3):303-306[6] 卓立宏,乔占平,郭应臣,王惠. CeCl3-CdCl2-H2O和CeCl3-CdCl2-HCl-H2O的相平衡.物理化学学报,2005,21(2):128-131Phase Equilibrium of the System TbCl3-CdCl2-HCl-H2O at : The equilibrium solubilities of the quaternary system TbCl3-CdCl2-HCl-H2O was determined at and the corresponding equilibrium diagram was systems is complicated with one new compounds 4CdCl2· TbCl3·14H2O. Keywords: quanternary system, phase equilibrium, cadmium chloride, terbium chloride