表113
固体碳酸盐在25°C下的溶解度积常数
碳酸固体
Ag2CO3
8.1(9) 2.5(10 - 14) 4.8(9) 1.0(10 - 12) 1.37(真空度)2.11(1.5 - 11)(13)1.0(纯)8.8(- 11)9(- 17)1.36(10 - 7)结果8.2(10 - 12)9.42(真空度)6 (- 11)
如果它们不存在，它们是毫无用处的死胡同。另一种在自然水体中大量存在的阳离子是镁。事实上，这是水里的另一种成分。而比较这些阳离子的碳酸盐的Ksp值，CaCO3更小。因此，就碳酸盐平衡反应而言，钙离子被认为是形成反应的死角碳酸盐系统平衡。因此Cation2(CO3)c(s)就是CaCO3(s)。因此，式(11.4)用CaCO3表示。(见表11.4)。
如后面所示，饱和pH值可以方便地用总碱度和其他参数表示。的水的碱度它的定义是中和添加到其中的任何酸的能力。当以H+为代表的酸加入到以OH-为代表的氢氧根中时，酸会按照H+ + OH- ^ HOH的反应被中和。因此，氢氧根是碱性物质。当酸加入到碳酸盐中时，酸也根据2h++ CO2- ^ H2CO3的反应中和。因此碳酸盐也是一种碱性物质。通过写出类似的反应，碳酸氢盐离子也可以证明是碱性物质。
正如我们所知，这些物种是碳酸盐平衡的组成部分。它们也表示为碳酸盐体系平衡的总碱度的组成部分。它们可以加在一起产生总碱度的值。要成为可加性，每个组分的碱度都应该用一个共同的单位来表示。一个方便的常用单位是克当量。
[OH-] = {OH-}/7OH，其中70H为羟基离子的活度系数。{OH-}可以用水的离子积来消去，Kw = {H+}{OH-}。
为了建立组分碱度的等效性，当向溶液中加入酸H+时，它们必须都指向一个共同的终点。从普通化学中，我们知道这是甲基橙的终点。就OH离子而言，H+ + OH- ^ HOH反应的终点早于甲基橙的终点。因此，为了确定当量，氢氧根的反应碱度是简单的h++ OH- ^ HOH和等效质量氢氧根的质量分数是OH/1。1克氢氧根等于1克摩尔。因此,
[OH-] geq = [OH-] = {OH-} = - (11.18)
[HCO3] = {HC03}/7hco，其中yhco为碳酸氢根离子的活度系数。由式(11.3)可知，{HCO-} = {H+}{CO2-}/K2;因此，[HCO-] =
{H +}{二氧化碳-}/ / HCO K2。酸H+与由H+ +给出的碳酸氢盐的反应
HCO3 ^ H2CO3恰好在甲基橙端点结束。从这个反应中，碳酸氢盐离子的当量重量为HCO3/1;因此，1克当量等于1克摩尔。因此,
[HCO-]geq = [HCO-] =} (11.19)
[CO2] = {CO3}/7CO，其中7CO为碳酸盐的活度系数32 - 32 + 2-
离子。由+式(11.4)可知，{CO3} = Ksp,CaCO3/{Ca};因此，[CO3] = Ksp, ccoJ
是{Ca +}。酸H+与由2h++ CO3- ^给出的碳酸盐离子的反应
H2CO3也恰好在甲基橙末端结束。在这个反应中，碳酸盐离子的等效质量是CO3/2;因此，一克当量等于
1(CO3/2)/CO3 = 1克摩尔。因此,
[co2-]geq = ^ = Kp, co2 + (11.20)
2- 2+由式{CO3} = Ksp CaCO /{Ca}可得式(11.19)
{H+}{CO2-} _ {H+}JCsp,caco3 7hco3k2 7hco^2{Ca2+}
[HCO-]geq _ [HCO-] _ 1 / j_ -Í-if (11.21)
水的碱度被定义为它与加入的任何酸发生反应的能力。因此，如果存在任何氢离子，必须减去氢离子，以反映水的整体碱性能力。设[A]geq为总碱度，
(一)组(哦-]组+ [HCO -]组+[穗轴^ - [H] (11.22)
[A]geq = - + {H+}Kp,CaC2O3 + Kp'CaCO2+ - HQ (11.23) gq Yoh{H+} Yhco3K2{Ca2} 2yco3{Ca2} yh
．r。， _ Kw Ksp,CaCO3 1 Ksp,CaCO3
A = [A Leq, B =——，C = -3——，D = -i——]。
yoh Yhco3K2{Ca} yh 2yco3{Ca2}
因此，饱和pH, pH = log 10 {H+} (11.25)
朗格利尔指数(或饱和指数)(LI)是溶液的实际pH值和饱和pH值之间的差值，因此
Langelier指数的正值表明水是过饱和的，会沉积CaCO3，而负值表明水是不饱和的，会溶解在特定时刻恰好存在的任何CaCO3。
例11.6水样分析得到以下结果:[TDS] = 140 mg/L， [Ca2+] = 0.7 mgmol/L， [Mg2+] = 0.6 mgmol/L， [a]mgeq = 0.4 mgeq/L，温度= 20°C, pH = 6.7。计算饱和pH值并确定水是否会沉积或溶解CaCO3。
解决方案:
ru+T - (D - A) W(D - A)2-4CB {H} = - 2c -
Yh
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