Перейти на головну сторінку журналу
збірник наукових праць наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Рік 2025 Том 23, Випуск 2
Українська English
Отримати статтю →
Випуски PACS Передплатникам Для авторів
Пошук →
Розширений пошук

Випуски

 / 

2025

 / 

том 23 / 

випуск 2

 


Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

В. Р. ГАЄВСЬКИЙ1, В. З. КОЧМАРСЬКИЙ1, Б. Д. НЕЧИПОРУК2, С. Г. ГАЄВСЬКА3, О. В. ГАРАЩЕНКО1

1Національний університет водного господарства та природокористування, вул. Соборна, 11, 33028 Рівне, Україна
2Рівненський державний гуманітарний університет, вул. Степана Бандери, 12, 33028 Рівне, Україна
3Рівненський науково-дослідний експертно-криміналістичний центр Міністерства внутрішніх справ України, вул. Василя Червонія, 39, 33003 Рівне, Україна

Вплив магнетного поля на утворення нанорозмірних кристалітів за кристалізації карбонату Кальцію з гідрокарбонатних розчинів

393–405 (2025)

PACS numbers: 61.66.Fn, 61.68.+n, 64.70.dg, 81.10.Dn, 82.45.Gj, 82.45.Yz, 83.60.Np

Досліджено утворення нанорозмірних кристалітів за кристалізації карбонату Кальцію з гідрокарбонатних водних розчинів під впливом постійного магнетного поля. Кристалізація відбувалась у гідрокарбонатних водних розчинах шляхом змішування водних розчинів CaCl2 і NaHCO3. Концентрації початкових компонентів досліджуваної системи розраховувалися на основі термодинамічних констант дисоціяції вугільної кислоти по першому та другому ступеням, концентраційних констант стійкости комплексів NaCO3− і NaHCO30, рівняння електронейтральности та рівняння балансу мас, а також експериментального міряння показника активности йонів Гідроґену. Для розрахунку йонної сили розчину за теорією Дебая–Гюккеля використовували метод ітерацій, у якому для першої ітерації брали початкові модельні концентрації. В результаті розрахунків встановлено, що основним компонентом карбонатної підсистеми в даних умовах є HСО3−, відношення концентрацій гідрокарбонат-йонів до карбонат-йонів перевищувало 18, а тому процес кристалізації карбонату Кальцію відбувався через проміжну реакцію дисоціяції гідрокарбонат-йонів, що є особливістю досліджуваного процесу. Рентґеноструктурні дослідження показали, що за даних умов експерименту утворюються дві модифікації карбонату Кальцію: кальцит і ватерит, але малоймовірно, що буде утворюватись араґоніт. Розрахунок розмірів кристалітів методом Дебая–Шеррера показав, що в результаті синтези утворюються нанокристали, розміри яких для кальциту становлять 110 нм, а для ватериту — 23 нм. Встановлено, що за даних умов синтези магнетне поле індукцією у 125–250 мТл практично не впливає на розміри нанокристалів кальциту та ватериту.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: магнетне оброблення, кристалізація карбонату Кальцію, гідрокарбонатна водна система, розчини електролітів, теорія Дебая–Гюккеля, метод ітерацій, рентґеноструктурна аналіза, метод Дебая–Шеррера


REFERENCES
  1. T. Vermeiren, Anti-Corrosion Methods and Materials, 5, No. 7: 215 (1958); https://doi.org/10.1108/eb019464
  2. V. Z. Kochmarskii, V. R. Gayevskii, O. V. Kochmarskii, and S. G. Nechyporuk, Visnyk NUWEE, 2, No. 46: 234 (2009) (in Ukraine).
  3. V. R. Gayevskii, B. D. Nechyporuk, and S. G. Gayevska, Physics and Chemistry of Solid State, 24, No. 4: 616 (2023); https://doi.org/10.15330/pcss.24.4.616-622
  4. V. R. Gayevskii, V. Z. Kochmarskii, and S. G. Gayevska, Journal of Crystal Growth, 548: 125844 (2020); https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2020.125844
  5. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90th Edition (CD-ROM Version 2010) (Ed. D. R. Lide) (Boca Raton, FL: CRC Press–Taylor and Francis: 2010).
  6. V. R. Gajevskiy, Ukrainian Journal of Physics, 60: 258 (2015); https://doi.org/10.15407/ujpe60.03.0258
  7. V. R. Gayevskii and V. Z. Kochmarskii, Pidvyshchennya Ehfektyvnosti Oborotnykh System Okholodzhennya Minimizatsiyeyu Kaltsiy-Karbonatnykh Vidkladen' [Increasing the Efficiency of Reversible Cooling Systems by Minimizing Calcium Carbonate Deposits] (Rivne: NUWEE: 2018) (in Ukrainian); http://ep3.nuwm.edu.ua/id/eprint/15612
  8. V. R. Gayevskii, V. L. Fylypchuk, and O. U. Deyneka, Ukrainian Journal of Construction and Architecture, No. 5 (011): 27 (2022) (in Ukrainian); https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.251022.27.888
  9. V. Z. Kochmarskii, V. R. Gayevskii, and N. L. Tyshko, Ukrainian Journal of Physics, 62, No. 5: 382 (2017); https://doi.org/10.15407/ujpe62.05.0382
  10. V. R. Gayevskii, V. Z. Kochmarskii, and S. H. Gayevska, Ukrainian Journal of Physics, 66, No. 8: 708 (2021); https://doi.org/10.15407/ujpe66.8.708
  11. H. S. Harned and B. B. Owen, The Physical Chemistry of Electrolytic Solutions (New York: Reinhold: 1967).
  12. D. G. Peters, J. M. Hayes, and G. M. Hieftje, Chemical Separations and Measurements. Theory and Practice of Analytical Chemistry (W. B. Saunders Co.: 1974).
  13. Ye. O. Mykhailova, M. O. Moroz, and O. L. Sincheskul, Herald NTU 'KhPI'. Series: Chemistry, Chemical Technology and Ecology, No. 48 (1269): 68 (2017) (in Ukrainian).
  14. L. Y. Mirkin, Spravochnik po Rentgenostrukturnomu Analizu Polikristallov [Handbook of X-Ray Diffraction Analysis of Polycrystals] (Ed. Ya. S. Umanskiy) (Moskva: 1961) (in Russian).
  15. V. Y. Lysoivan, Izmerenie Parametrov Ehlementarnoy Yacheiki na Odnokristal'nom Spektrometre [Measurement of Unit Cell Parameters on a Single-Crystal Spectrometer] (Novosibirsk: Nauka, Sib. Otd.: 1982) (in Russia).
  16. A. Achour, A. Arman, M. Islam, A. A. Zavarian, A. Basim Al-Zubaidi, and J. Szade, Eur. Phys. J. Plus, 132: 267 (2017); https://doi.org/10.1140/epjp/i2017-11531-8
  17. Gen-Tao Zhou, Jimmy C. Yu, Xin-Chen Wang, and Li-Zhi Zhang, New. J. Chem., 28: 1027 (2004); https://doi.org/10.1039/B315198K
  18. Mehrdad Khatami, Hajar Q. Alijani, Nooshin Hashemi, Zahra Mahmoudi, Samaneh Darijani, Mehdi Bamorovat, Alireza Keyhani, Meghdad Abdollahpour-Alitappeh, and Fariba Borhani, Royal Society of Chemistry Advances, 10, Iss. 62: 38063 (2020); https://doi.org/10.1039/D0RA04503A
  19. V. R. Gaevs'kyi, B. D. Nechyporuk, N. Yu. Novoselets'kyi, and B. P. Rudyk, Ukrainian Journal of Physics, 58, No. 4: 385 (2013); https://doi.org/10.15407/ujpe58.04.0385
  20. N. B. Danilevska, M. V. Moroz, M. Yu. Novoseletskyi, B. D. Nechyporuk, and B. P. Rudyk, Journal of Physical Studies, 20, No. 3: Article 3601 (2016); https://doi.org/10.30970/jps.20.3601
Creative Commons License
Ця стаття ліцензована за Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License
©2003 НАНОСИСТЕМИ, НАНОМАТЕРІАЛИ, НАНОТЕХНОЛОГІЇ Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України.
E-mail: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача