Determinación teórica y experimental de la solubilidad del sistema NaNO3-Mn(NO3)2-H2O a 25 °C y su aplicación a materiales de cambio de fase

Abstract

RESUMEN: En este trabajo, la solubilidad del sistema ternario NaNO3-Mn(NO3)2-H2O fue determinada experimentalmente por el método clásico de los residuos húmedos, y teóricamente, por el modelo BET a 25 °C; ambos resultados fueron consistentes. El sistema tiene un punto invariante y las fases sólidas NaNO3 anhidro y Mn(NO3)2-4H2O. Los coeficientes en función de la temperatura de la constante de equilibrio fueron reajustados. A partir de la predicción de la curva poli-térmica con el modelo, se estableció que la mezcla es un eutéctico con la siguiente composición 3,82 % NaNO3, 96,18 % Mn(NO3)2-6H2O y temperatura de 22,6°C. Esta última fue verificada experimentalmente mediante mediciones de puntos de cristalización y fusión, estableciendo la diferencia con el valor teórico de 0,6 °C. Los resultados encontrados en este estudio pueden ser aplicados a la simulación de procesos de separación de nitratos y/o a la profundización del diseño de materiales de cambios de fase para el confort térmico.Abstract: In this work, the solubility of the ternary system NaNO3-Mn(NO3)2-H2O at 25 °C was determined experimentally by the traditional wet waste method and theoretically by the BET model, both results were consistent. The system formed an invariant point and the solid phases anhydrous NaNO3 and Mn(NO3)2-4H2O. A readjustment of the correlation coefficients of the equilibrium constant with temperature for NaNO3 was necessary. From the prediction of the polythermal curve with the model, a eutectic mixture was found with a mass composition of 3.82 % NaNO3, 96.18 % Mn(NO3)2-6H2O, and a temperature of 22.6°C. The latter was verified experimentally with measurements of crystallization and melting behavior, giving a small difference of 0.6 °C. The results found in this study can be applied to the simulation of nitrate salt separation processes and/or to the deeper design of phase change materials with operating temperature close to the melting point.