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利用方程(38),[P04]也可以消除赞成过度增殖,FeP0生产
(P°3 -) = ' 3} =增殖'PeP°4 = ^ FeKO, (42)
Yp 4°Ypo4 {Fe3 +} Yp 4 7°芬尼酒(Fe3 +)
这将把铁变成方程(36)来表示使用铁的盐。最后,用整个结果到方程(36),生产
过度增殖,FeP04 7 H过度增殖,FeP04 [H +]
[Sp P04FeIII] -„3 + + 3
7 po47feiii[铁+]7 hp04kep047fein(铁+)
7 H过度增殖,FeP04 [H] YHKsp FePO [H +]
7 H2P04 K H2P04 K HP047FeIII (Fe) ^ H3P04 K H2P04K HP047FeIII(铁)
7 ro4青年团,Yh 7惠普^和决断力,分别的活度系数磷酸盐、铝、氢,氢磷酸,磷酸二氢离子。KOT0, KH P0,分别平衡常数的水电创磷酸和磷酸二氢离子磷酸。Y ^ rn的活度系数铁离子。
如图所示,方程(43)仍表示[spP0 FeIII]两个变量,
(铁)和[H]。我们希望它只表达的K常数和氢离子浓度。这就是一个表达式需要发现消除[Fe3 +]。如果这个表达式表明,一些化合物的铁与FeP04共沉淀,然后(Fe3 +)可以消除使用这种化合物的K常数。
两种化合物共沉淀时,他们在共同沉淀的平衡在这个特殊的实例。他们处于平衡状态,因此他们可以用于计算平衡常数。这个实例的共沉淀FeP04确实是可能通过使用复合氢氧化铁,当然,仍然必须调查,事实上,它是可能的。这是下一个调查。氢氧化铁的离解反应
铁(0 h > 3 (s) ^ Fe3 + + 3 (0 h -)
过度增殖、铁(0 h) 3 - {Fe3 +} {0 h -} - 1.1 (10-36)
如果这项调查的结果显示,需要沉淀铁铁的摩尔浓度(0 h) 3是与铁的摩尔浓度需要FeP04沉淀,然后菲(0 h) 3和FeP04必须共沉淀。
假设x是{Fe3 +}。因为0 h -在前面的系数反应是3,因此{0 h -} 3 x。因此,代入增殖方程,
过度增殖、铁(0 h) 3 - {Fe3 +} {0 h -} 3 - x (3 x) 3 - 1.1 (10-36) x - 4.5(真空度)gmol / L - {Fe3 +},从方程(37),过度增殖,FeP0 - {Fe3 +} {P0f} - 10 9。让y =
{菲},{P04}也等于y。用过度增殖方程,
过度增殖™,{Fe3 +} {P04 -} - y (y) - 10 - 219
y - 1.1 (- 11) gmol / L - {Fe3 +}。
这两个浓度,x和y,几乎相等;因此,这证明了氢氧化铁的使用。我们可以得出结论,Fe (OH) 3 (s)肯定会与FePO4共沉淀。因此,
r„3 + n {Fe3 +}过度增殖,Fe (OH) 3过度增殖,Fe (OH) 3 yh [H]
eiii YFeiii{哦}7 femk w
用方程(43)消除(Fe3 +),
过度增殖,FePO4Kw过度增殖,FePO4Kw
7阿宝4”- sp、铁(OH) 3 7 HPO 4 ^ - HPO ^ ^ - sp, Fe (OH) 3
过度增殖,FePO4Kw过度增殖,FePO4Kw
7 H2PO4K H2PO4K HPO4过度增殖、铁(OH) 3 yh [H +] K H3PO4 Kh2P04 KHPO4Kp, Fe (OH) 3
从这个方程,最佳pH值磷的去除可以确定。
示例12在水的凝固治疗使用绿矾,摘要•7水,下面的复杂反应。
铁铁(OH) 2 (s) ^ ^ + + 2哦- K哦)2 = 10 - 145 (a)
铁(OH) 2 (s) ^ FeOH + +哦- Kf6ohc = 94 (b)”
铁(OH) 2 (s) +哦- ^ Fe (OH) K的铁< OH) 3 c = 10-51 (c)二价铁的摩尔质量平衡
铁[spFen] = [+] + [FeOH +] + [Fe(哦)](d)
(spFeii)是所有物种的总摩尔浓度含铁原子。表达(spFeii)的氢离子的浓度和平衡常数。
解决方案:在(d),我们需要表达(价),[FeOH +], [Fe(哦)-][H +]和相关的平衡常数。首先,考虑(价)。{sp} = Y (sp) ^(价)={价}/ YFeii,日元是二价铁的活度系数,价。从(a)、rc 2 + rritjn 2 2 +,过度增殖、铁(OH) 2
过度增殖、铁(OH) 2 ={菲}{哦}菲}= - r
因此,
(价)={价}=过度增殖,Fe (OH) 2
YFeII 7分{哦-}2
从铁产品的水,{哦}{H} =千瓦,{哦}=千瓦/ {H} =千瓦/ 7 H [H +],其中Y是氢离子的活度系数。因此,
[f 2 +]{价}Kp, Fe (OH) 2 ^ p ^哦)}^ ^ 1 p ^ ^ / hII1]
7 fei1 YFeII{哦-}2 YFeII千瓦YFeII千瓦
步骤表达[FeOH +]和[Fe (OH) -] [H +]和相关的平衡常数与上面的类似。因此,我们不会通过详细的步骤,再一次,但写的结果:
{Fe (OH) +} = ^ FeOHc = ^ FeOHc (H +) = ^ FeOHcJ1 ^
YFeOHc YFeOHc{哦-}IfeohcKw IfeohcKw
{Fe(哦)}KFe (OH) 3 c{哦}K Fe (OH) 3 ckw
7 Fe (OH) 3 c 7 Fe (OH) 3 c YFe (OH) 3 c {H +} K Fe (OH) 3 ckw
YFeOHc和YFe (OH) 3 c的活性系数复合物FeOH +和Fe(哦),分别。替换(d),
铁[spFeii] = [+] + [FeOH +) + (Fe(哦))
过度增殖、铁(OH) 2 yh [H +] KFeOHYH [H +] KFe (OH) 3 ckw (d) (spFeii) = 2 - + - p - + - + -答
YFeII K w
/ FeOHc w YFe (OH) 3 c Yh [H]
酸和碱
酸是指可以给出一个质子,H +,碱是指可以接受这个质子。最基本的反应的酸,哈,是与水的反应,
HA + H2O ^ H3O + + A - (46)
从这个反应,HA捐赠其质子酸水,生产H3O +。H3O +称为水合氢离子。因为水已经接受质子,因此一个基地。H3O +结果接受这个质子酸。水分子是中性的,但它有质子,一酸,“依恋”。H3O +叫做基的共轭酸水。现在,当哈捐赠的质子,它转换成-。当然,A -可以接受质子从H30 +回来哈。由于这个原因,一个是基础;它被称为酸HA的共轭碱。 The equilibrium constant for an acid, Ka, is
- {H3°+ HA -} {H3°+ HA -} {H0} - (47)
Ka -{宫内厅}{TH0 - _THA-r_;{3}- 1 (47)
{3}=注意活动团结,因为水是工会。卡也被称为酸电离常数。
作为一个酸,H30 +在水中反应如下:
H30 + + 3 ^ H30 + + h2o (48)
0 n等式的左边,H30 +捐赠其质子的水,这种水形成H30 +等式的右边。通过捐赠的质子,左边的H30 +转换水右边的方程。净水的左边是一个基础和H30 +右边是它的共轭酸。0 n另一方面,右边的净水的共轭碱酸H30 +在左边。然而,这些交互的净效应是什么也没发生,虽然本质上,刚刚描述的机制实际上是发生。
尽管水合氢离子的反应H30 +酸似乎微不足道,这是一个重要的功能。如表2所示,它可以作为一个指标下限的强酸的力量。酸的强度可以测量的生产水合氢离子。强酸完全电离(或几乎不可)生产100%相当于水合氢离子。只弱酸电离部分,相应产生一个相对少量的水合氢离子。他们通常电离约10%或更少的原酸。表显示了acid-conjugate碱基对的相对优势。列下酸、高氯酸、硫酸、溴化氢、碘化氢,氢氯,硝酸是最强的酸。表明,电离H30 + 100%,因为他们几乎完全电离,酸分子的活动也几乎为零。分母在方程(47)会因此是零和Ka无穷。
水还可以充当一种酸。这是通过以下反应:
3 + 3 ^ H30 + + 0 h - (49)
H30 +的共轭酸H20左边第二个方程和0 h -是第一个的共轭碱H20等式的左边。第二水是一种基本能够与第一个水,这是一种酸。
表2指,酸从H30 + h2o是弱酸。这些酸电离水合氢离子只有10%或更少。然后水合氢离子和水形成弱酸的边界限制。水合氢离子,酸是强大的;下面水化合物不表现出任何可观察到的酸性
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