磷酸盐离子与铁盐的化学反应

将磷酸盐离子沉淀为磷酸铁的化学反应如下所示:

Fe3+ + PO4- - FePO4i (14.15)

FePO41 - Fe3+ + P°4- Ksp^po4 = 10-219

在使用明矾和使用石灰的沉淀情况下，磷酸盐离子产生了方程式所给出的一系列反应。(14.2)到(14.4)。以铁盐FeCl3和Fe2(SO4)3为沉淀剂，设spPO Feiii为含正磷酸盐PO4的溶液。同样，[spPO FeIII]将与式(14.5)所给出的相同。由式(14.2)到式(14.4)可得到式(14.9)。由式(14.15)可知，

{PO4} Ksp FePO4 Ksp FePO4

Ypo4 Ypo4{Fe} YP04YFeiii[Fe]代入式(14.9)并化简，

Ksp,FeP04 7HKsp,FeP04 [H+]

YP°4YFeiii [Fe3+] yhp°4YFeiii[Fe3+]

Yh Ksp,FeP04 [H] Yh Ksp,FeP04 [H +]

YH2P°4KH2P04KHP04YFeiii[Fe]

YFeiii为活度系数铁离子．

研究从上述方程的分母中消去[Fe3+]的可能性。事实上，通过使用氢氧化铁，这是可能的。解离反应是

铁(哦> 3 (i) - Fe3 + + 3(哦)K ^ ^ = 1.1 (10-36) (14.17)

从K Fe(OH) - 1.1(10 36)开始，需要Fe3+的浓度才能析出Fe(OH)3

可计算为4.5(10)gmol/L。从Ksp FePO - 10，

沉淀FePO4所需的Fe浓度也可计算为1.1(10-11)gmol/L。因为这两个浓度实际上是相等的，Fe(OH)3(s)肯定会与FePO4一起沉淀。因此,

[Fe3 +] {Fe3} - - pIFe (OH) 3 - - - - - - - ^ ^ spi, F ^ ei (CIH) 3 ^呃[1]YFeI11 YFeIII{°H -} 3 YFelll-3

代入式(14.16)

Ksp,FeP°4K w Ksp,FeP°4K w

[Sp PO4FeIII] -

Ypo 4sp,Fe(OH)3 YH [H] 7hpo ^^- hpo ^^- sp,Fe(OH)3 YH [H +] + K- sp. fepoj ^-w + Ksp,FePO4Kw

HPO4 Ksp,Fe(OH)3YH [H+] K H3PO4 Kh2P04 KHP04Kp,Fe(OH)3

例14.3计算pH = 8时，[spP^Fera]表示为mg/L的P。假设水含有140毫克/升的溶解固体。

解决方案:

Ksp,FePO4K w Ksp,FePO4K w

归来4”- sp、铁(OH) 3 yH [h +] Yhpo ^ HPO ^ ^ - sp, Fe (OH) 3本(h +)

过度增殖,FePO4Kw过度增殖,FePO4Kw

Yh[H+] K H3PO4 Kh2P04 KHP04Ksp,Fe(OH)3

Jr ^ m-21.9 m 1 + 114^3.5(10-3)] n "， 1nn-36v

Ksp,FePO4 = 10 Yp04 = 10 = 0.56 Ksp,Fe(OH)3 = 1.1 (10)

0.5(1)2[7 3.5(10-3)] 0.5(2)2^ 3.5(10-3)]

1 + 1.14[7 3.5(10-3)] [j 3.5(10-3)]

Yh = Yh2po4 = 10 = 0.94 Yhpo4 = 10 = 0.77

Khpo4 = 10 123 kh2po4 = 10 72 Khpo4 = 10 123 kh3po4 = 10 21

[sp] = (10-219)(10-14)3 LspP04FeIIlJ -

(0.56)(1.1)(10-36)(0.94)3[10-8

3 _ + _ (10-21L9) (10 - 14)

(0.77)(10-123)(1.1)(10-36)(0.94)2[10-8

(0。94)(io-7 2) (10 - 123 x 1。)(10-36)(0.94)(换)

+ (I o -)21 - 9) (I 0- 1 4) 3

(10-21 X 10 - 7,结果2)(10 - 123)(1;1)(10-36)_ 1.26(10 - 64)1.26(10 - 64)1.26(10 - 64)1.26(10 - 64)= 5。1 2 (10-61) 3.75 (10-65) 3.07 (10-64) 2.76 (10-58) = 2.46(10-4) + 3.36 + 0.41 + 4.57 (10-7) = 3.77 gmols/L = 1.17(105) mg/L Ans

14.5.1测定最佳pH值以及最佳pH值范围

就像feqs的情况一样。(14.12)和式(14.14)，式(14.18)在微分且等于0时不能保证最优。因此，最优和最优pH值范围将通过准备一个表来确定，就像在明矾和石灰的情况下所做的那样。表14.7和14.8显示了结果。本表由式(14.18)编制。如图所示，最佳范围等于或小于3。

继续阅读:参考书目Kqz

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