The influence of a permanent magnetic field on the crystallization of calcium carbonate from carbonate aqueous solutions

• Published in: Physics and Chemistry of Solid State
• Main Authors: Gayevskii, V.R., Nechyporuk, B.D., Gayevska, S.G.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English; Ukrainian
• Published: Vasyl Stefanyk Precarpathian National University 2023
• Subjects: magnetic treatment; crystallization of calcium carbonate; carbonate water system; electrolyte solutions; Debye-Hückel theory; approximation method; XRD; Debye-Scherrer method; магнітна обробка; кристалізація карбонату кальцію; карбонатна водна система; розчини електролітів; теорія Дебая-Хюккеля; метод ітерацій; рентгено-структурний аналіз; метод Дебая-Шеррера; Carbonic acid
• Online Access: https://journals.pnu.edu.ua/index.php/pcss/article/view/6801; https://doi.org/10.15330/pcss.24.4.616-622

The effect of a permanent magnetic field on the crystallization of calcium carbonate from carbonate aqueous solutions was studied. Based on the equations for the first- and second-order dissociation constants of carbonic acid, the stability constants of NaCO3- and NaHCO30 complexes, the mass balance and electroneutrality equations, the values of the system components and the ratio between the components of the carbonate subsystem were determined, and it was established that the main species in experimental conditions are СО32-, NaСО3- and HСО3- and the main components of the carbonate subsystem are СО32- (86.7%) and HСО3- (13.19%). Studies have shown that with a significant excess of CO32- over HCO3- ions in the solution at temperatures of 18-20˚C, calcite and vaterite are most likely formed. During the crystallization of calcium carbonate from an aqueous carbonate solution in a magnetic field of 125-250 mT, the size of the crystallites increases significantly compared to the absence of a magnetic field. Досліджено вплив постійного магнітного поля на кристалізацію карбонату кальцію з карбонатних водних розчинів. На основі рівнянь для констант дисоціації вугільної кислоти по першій і другій ступенях, констант стійкості комплексів NaCO3- і NaHCO30, рівнянь балансу мас і електронейтральності, визначено значення компонент системи а також співвідношення між компонентами карбонатної підсистеми і встановлено, що основними компонентами в умовах експерименту є СО32-, NaСО3- та НСО3- а основними компонентами карбонатної підсистеми є СО32- (86,7%) та НСО3- (13,19%). Дослідження показали, що при значному перевищенні у розчині іонів СО32- над HCO3- при температурах 18-20ºC з найбільшою ймовірністю утворюються кальцит і ватерит. При кристалізації карбонату кальцію з карбонатного водного розчину в магнітному полі 125-250 мТл розміри кристалітів суттєво збільшуються в порівнянні з відсутністю магнітного поля.