Везде

RAS Chemistry & Material ScienceРасплавы Melts

  • ISSN (Print) 0235-0106
  • ISSN (Online) 3034-5715

Electron Absorption Spectra of Saturated Chlorine Solutions in Melts of Alkali Metal Chlorides Depending on Temperature

You can
PII
S30345715S0235010625050045-1
DOI
10.7868/S3034571525050045
Publication type
Article
Status
Published
Authors
A.Yu. Kolobov
  • Affiliation:
    AO “DINUR”
    Institute of High Temperature Electrochemistry UB RAS
A.M. Potapov
  • Affiliation: Institute of High Temperature Electrochemistry UB RAS
V.A. Khokhlov
  • Affiliation: Institute of High Temperature Electrochemistry UB RAS
Volume/ Edition
Volume / Issue number 5
Pages
455-466
Abstract
Electronic absorption spectra of saturated chlorine solutions in molten alkali metal chlorides were recorded in the range from the melting point of the salt to 1000°C. An SF-26 spectrophotometer converted for high-temperature measurements was used to record the spectra. The illuminator was separated from the main body and a silite high-temperature furnace with windows was placed between the illuminator and the monochromator. Quartz optical cells with a absorbing layer thickness of 0.8, 1.0 and 1.5 mm were used to conduct the experiments. The thinnest cuvette (0.8 mm) was used to record the spectrum of dissolved chlorine in molten cesium chloride, since the solubility of chlorine in it is maximum and, accordingly, the optical density of such a melt is also maximum. It was found that in all salts the absorption spectrum consists of a single broad absorption band with a maximum in the region of 26000–28000 cm-1. In the range of 13000–8000 cm-1 absorption is practically absent. With increasing temperature, as well as when passing from sodium chloride to cesium chloride, the absorption maximum shifts to the region of lower energies. The solubility of chlorine in molten salts increases with increasing temperature, which indicates the endothermicity of the dissolution process. The thermodynamic characteristics of this process were calculated based on the solubility values. The process of dissolution of Cl2 in molten alkali metal chlorides is characterized by a positive change in entropy and enthalpy. This indicates the dissolution of chlorine not in the form of simple Cl2 molecules, but rather the formation of their associates with ions of the salt medium. With increasing temperature and transition in the series of salt-solvents from NaCl to CsCl, the change in Gibbs energy shifts toward smaller (more negative) values, which corresponds to an increase in the solubility of chlorine in the same direction. And in the same direction, both the physical and chemical (formation of ions) components of the total solubility of the gas increase. A conclusion is made about the predominant chemical mechanism of chlorine dissolution in molten alkali metal chlorides.
Keywords
электронные спектры поглощения хлориды щелочных металлов хлор расплав растворимость
Date of publication
01.05.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
11

References

  1. 1. Колобов А.Ю., Потапов А.М., Хохлов В.А. Получение разбавленных растворов трихлоридов редкоземельных металлов хлорированием их оксидов в расплавленной эквимольной смеси NaCl-KCl // Расплавы. 2024. № 6. С. 663–675.
  2. 2. Колобов А.Ю., Потапов А.М., Хохлов В.А. Получение разбавленных растворов хлоридов лантана (III) и неодима (III) в расплавленной эквимолярной смеси NaCl-KCl // Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 249–254.
  3. 3. Волкович B.А., Медведев Е.О., Васин Б.Д. и др. Спектроскопическое исследование процессов хлорирования оксидов лантаноидов в расплавах хлоридов щелочных металлов // Расплавы. 2006. №. 5. С. 21–28.
  4. 4. Морозов И.C. Применение хлора в металлургии редких и цветных металлов. M.: Наука, 1966, 254 c.
  5. 5. Chen Y. et al. Hot chlorination corrosion of metallic nickel by chlorine catalyzed by sodium chloride // ACS omega. 2020. Т. 5. №. 42. С. 27278–27286.
  6. 6. Волков С.В., Наумов В.С. Спектроскопическое исследование расплавов хлоридов щелочных металлов с нестехиометрическим содержанием хлора // Укр. хим. журн. 1979. Т. 45. № 12. С. 1143–1148.
  7. 7. Greenberg J., Sundheim B.R. Absorption Spectra in Molten Salt Solutions // Phys. Chem. 1958. V. 29. № 5. P. 1029–1032.
  8. 8. Andresen R.E., Ostvold T., Oye H.A. // Proc. Int. Symp. on Molten Salts. Ed. by J. Paul Pemsler. 1976. Pp. 111–122.
  9. 9. Хохряков А.А., Михалева М.В., Молчанов А.М. Электронные спектры поглощения растворов молекулярного хлора в расплавленных хлоридах щелочных металлов // Журнал неорганической химии. 2007. Т. 52. № 10. С. 1705–1708.
  10. 10. Лошагин А.В. Электронные спектры поглощения ионов титана, платины и иридия в среде расплавленных хлоридов щелочных металлов. Автореф. дис... канд. хим. наук, Свердловск. 1981. 16 с.
  11. 11. Бабко А.К., Пилипенко А.Т. Фотометрический анализ. М.: Химия. 1968. 387 c.
  12. 12. Смирнов М.В., Комаров В.Е., Насонов Ю.В. Растворимость хлора в расплавленных бинарных смесях хлоридов щелочных металлов и хлористого бария // Труды института электрохимии УНЦ АН СССР. 1971. Вып. 17. С. 45–48.
  13. 13. Смирнов М.В., Комаров В.Е., Насонов Ю.В. Растворимость хлора в расплавленном хлористом лантане и его смесях с хлоридами щелочных металлов и хлористым барием // Труды института электрохимии УНЦ АН СССР. 1971. Вып. 19. С. 9–12.
  14. 14. Мужжавлев К.Д., Лебедев О.А., Татакин А.Н., Дроняева О.Н. Растворимость хлора в расплавленных хлоридных электролитах // Цветные Металлы. 1970. № 10. С. 46–51.
  15. 15. Смирнов М.В., Комаров В.Е., Насонов Ю.В. О механизме растворения хлора в индивидуальных расплавленных хлоридах щелочных металлов и их смесях. Свердловск. 1969. 7 с., деп. в ВИНИТИ 17.06.69, № 826–69.
  16. 16. Укше Е.А., Леонова Л.С., Букун Н.Г. Газы в расплавленных солях // Ионные расплавы. Киев: Наук. Думка. 1974. Вып. 1. С. 21–42.
  17. 17. Рябухин Ю.М., Леонова Л.С. Растворимость хлора в расплавленном хлористом свинце // Журнал неорганической химии. 1968. Т. 13. № 9. С. 2621.
  18. 18. Рябухин Ю.М., Букун Н.Г. Механизм растворения хлора в расплавленных хлоридах щелочных металлов // Журнал неорганической химии. 1968. Т. 13. № 4. С. 1141–1145.
  19. 19. Рябухин Ю.М. Растворимость хлора в расплавленных хлоридах // Журнал неорганической химии. 1962. Т. 7. № 5. С. 1101–1104.
  20. 20. Некрасов В.Н. Физическая химия растворов галогенов в галогенидных расплавах. М.: Наука. 1992. 216 с.
  21. 21. Леонова Л.С., Рябухин Ю.М., Укше Е.А. Растворимость и диффузия хлора в расплавах бинарной системы KCl-NaCl // Электрохимия. 1969. Т. 5. № 4. С. 464–466.
  22. 22. Рябухин Ю.М. Растворимость хлора в эквимолекулярной смеси хлоридов натрия и калия // Журнал неорганической химии. 1966. Т. 11. № 10. С. 2415–2417.
  23. 23. Укше Е.А., Леонова Л.С., Явонова Г.Н., Букун Н.Г. Влияние комплексообразования на растворимость и диффузию молекулярного хлора в ионных жидкостях // Электрохимия. 1971. Т. 7. № 3. С. 390–393.
  24. 24. Леонова Л.С., Укше Е.А. Растворимость и коэффициенты диффузии хлора в расплавах RbCl // Электрохимия. 1970. Т. 6. № 6. С. 892–893.
  25. 25. Kolobov A., Khokhlov V., Potapov A., Kochedykov V. Chlorine solutions in molten alkali chlorides // Zeitschrift fur Naturforschung. Section A: Journal of Physical Sciences. 2007. V. 62. № 3–4. Pp. 205–212.
  26. 26. Байбаков Д.П. Исследование кинетики и механизма процесса абсорбции хлора расплавами хлористых солей. Дис. канд. тех. наук. ЛТИ им. Ленсовета. Ленинград. 1971. 144 с.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library