碳酸盐平衡
碳酸盐平衡是离子强度水的活度系数和离子种类的有效浓度。由物种浓度计算出的平衡系数是温度的函数。系数的这种功能可以反过来用范霍夫方程来计算，这将在后面讨论。
由于水的不稳定而形成水垢的主要阳离子之一是钙。钙在碳酸盐平衡中起着重要作用。因此，我们将用钙离子和钙离子的相互作用来表示碳酸盐平衡碳酸盐物种它们是二氧化碳和水的反应产物。此外，由于平衡发生在水中，水分子的解离也必须参与。以钙离子为正离子，建立了相应的平衡方程平衡常数在25°C时的情况如下(Rich, 1963):
Kw = 10-14 = {H+}{OH-} (11.1)
K 1 = 10-635 = {h +}{hco -} (11.2)
K2 = 10-1033 = {h +}{co2 -} (11.3)
Ksp,caco3 = 4.8(10-9) = {Ca2+}{CO3-} (11.4)
k是各自平衡常数的值。Ksp>CaCO为CaCO3溶解度的平衡常数。{}这对大括号被解读为“的活动”，其含义在背景先决条件部分的背景化学和流体力学章节中有解释。
如图所示，平衡常数是用活度计算的。简单地说，活性是衡量一个特定物种参与某种反应的有效性的指标。它与浓度成正比;它是一种有效或有效的浓度，并有浓度单位。因为活性与浓度有关，所以活性的值可以用相应浓度的值来求。这种关系表示为:
其中sp代表参与平衡的任何物种，如Ca、CO3、HCO3等。括号[]读作“浓度”，y是活度系数。
11.1.1离子强度
当粒子电离时，粒子的数量增加。因此，活度系数是溶液中粒子数的函数也就不足为奇了。粒子的数量用离子强度p来表示。这个参数由Lewis和Randall(1980)设计用来描述溶液的电场强度:
I是特定物质的指数z是它的电荷。浓度为gmmols/L。在离子强度方面，活度系数由DeBye-Huckel定律给出如下(Snoeyink and Jenkins, 1980;丰富,1963):
1936年，Langelier提出了离子强度p的近似值。以TDS为单位的mg/L表示溶解的总固体，他的近似值为p = 2.5 (10-5) TDS (11.9)
此外，在具体电导方面，sp导体(mmho/cm)，另一位研究人员Russell提出了另一种近似f = 1.6(10-5)sp导体(11.10)。
例11.1溶液的pH值为7。计算氢离子浓度?
解决方案:
7 = -log10{H+} {H+} = 10-7 gmols/L Ans
例11.2分析碳酸的浓度为0.2 mgmol/L。如果溶液的pH值是7，如果温度是25℃，碳酸氢盐离子的浓度是多少?
解决方案:
H + K = 10 - 635 = {} {HC0_} = 10 ' 7 {HC0_} 1 {H2C03} 0.2/1000
{HC0_} = 8.93 (10-4) gmol/L = [HC0_] Ans
例11.3某水样的组成为:C02 = 22.0 mg/L, Ca2+ = 80 mg/L, Mg2+ = 12.0 mg/L, Na+ = 46.0 mg/L, HC0_ = 152.5 mg/L, S04 = 216 mg/L。样品的离子强度是多少?
解决方案:
离子mg/L Mol，质量gmols/L
so2_
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