正常条件下水稳定性标准
在前面的讨论中,用平衡常数Ksp建立了稳定性判据。在正常情况下,特别是在水工程行业中,专门的形式水稳定性已经制定了标准。它们是饱和pH值,朗格利尔指数,和给定水的沉淀势。
11.2.1饱和pH值与Langelier指数
由于pH值很容易通过简单地将探针浸入样品中来测定,因此饱和pH值的测定是一种方便的测定方法水的稳定性.在平衡条件下,任何物种的浓度都是相对平衡的。同样,对于固体,如果处于平衡状态,就不会形成沉淀或水垢。平衡态的浓度参数之一是氢离子浓度,它可以通过pH值来确定。因此,如果确定了样品的pH值,可以将其与平衡态pH值进行比较,以判断水是否稳定。因此,我们现在着手推导平衡pH值。平衡pH值也称为饱和pH值。
在自然系统中,pH值受到碳酸盐的强烈影响
平衡反应。这些反应中的CO3物种会与阳离子配对,从而通过形成沉淀物将平衡反应“引导”到死胡同。例如,完全碳酸盐平衡反应如下:
HOH ^ H+ + OH- Kw (11.14)
H2CO3 ^ h++ HCO- Kj (11.15)
Cation2 (CO3)c (s)i ^ 2Cationc+ + c CO2_ Ksp (11.17)
c是与CO3配对形成沉淀物Cation2(CO3)c(s)的阳离子的电荷。我们把这种沉淀的形成称为碳酸盐平衡的尽头,因为碳酸盐物种在溶液中因沉淀而减少。
让我们暂时离开饱和pH值的讨论,以便找到死胡同阳离子碳酸盐系统平衡。这些阳离子中有几个可能与碳酸盐配对。这种配对取决于溶解度积常数Ksp的值。Ksp的值小意味着只需要很小的组成组分的浓度就可以形成等于Ksp的产物。反过来,这意味着Ksp较小的固体将很容易形成固体。因此,在所有可能与碳酸盐配对的阳离子中,Kp值最小的阳离子可以形成一个死胡同
碳酸盐平衡反应。Mg生成Ksp为10的MgCO3。Ca生成CaCO3, Ksp为4.8(10_9)。表11.3列出了其他碳酸盐固体的溶解度积常数。
从上表中,最小的Ksp是Hg2CO3的Ksp。因此,考虑到我们所写的所有可能的候选元素,Hg2CO3将形成碳酸盐平衡的死胡同;然而,在所有可能的阳离子中,与其他阳离子相比,Ca2+在自然界中是最丰富的。因此,尽管所有其他阳离子的K值都比钙要小得多,
继续阅读:表113
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