ホウ酸カリウム水溶液中のホウ素種の熱力学的及び動的モデリング

Thermodynamic and Dynamic Modeling of the Boron Species in Aqueous Potassium Borate Solution.

• Dan Li
• Guangli Zhou
• Shuangshuang Gu
• Tao Zhang
• Lingzong Meng
• Yafei Guo
• Tianlong Deng

抄録

溶液中のB(OH), B(OH), BO(OH), BO(OH)の濃度、及びKCl-KSO-KBO-HO及びそのサブシステム中の溶解度をピッツァーモデルに基づいて計算した。4種のホウ素のモル分率は、溶液中の(B)の影響を主に受けるが、(Cl)と(SO)の影響は少ない。(Cl)と(SO)は主にKBO(OH)-2HOの溶解度に影響を与える。KCl-KBO-HO系の溶解度は実験値とよく一致した。この結果は、本研究で得られた298.15KにおけるKBO(OH)-2HOの標準的な化学ポテンシャルが信頼できることを示している。また、密度汎関数理論(DFT)法を用いて、298.15Kにおけるホウ素種間の変換を行った。その結果、溶液中のホウ素濃度の変化に伴い、ホウ素種が他のホウ素種にも変換できることを確認した。

The concentration of B(OH), B(OH), BO(OH), and BO(OH) in the solution and the solubilities in the system KCl-KSO-KBO-HO and its subsystems were calculated on the basis of the Pitzer model. The mole fraction of the four boron species is mainly affected by (B) in the solution but less by (Cl) and (SO). (Cl) and (SO) mainly affect the solubility of KBO(OH)·2HO. The calculated solubilities in the system KCl-KBO-HO agree well with the experimental data. The results show that the standard chemical potentials of KBO(OH)·2HO at 298.15 K obtained in this work is reliable. The transformation between the boron species at 298.15 K was also conducted with the density functional theory (DFT) method. The results affirm that the boron species can transform other boron species as the boron concentration in the solution changes.

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