Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный обмен. Соколова Т.А - 157 стр.

UptoLike

Рубрика: 

157
Величина последней константы неизвестна, и ее подбирают таким образом, чтобы
расчетные значения [≡AlOPbOH
-0,5
] максимально совпали с экспериментально получен-
ными величинами на основании зависимости [≡AlOPbOH
-0,5
] от рН.
Кроме того, в системе протекает реакция гидролиза Pb
2+
:
Pb
2+
+ Н
2
O Pb(OH)
+
+ H
+
(5)(4.37)
)(
))((
10
2
7,7
Pb
HPbOH
K
PbOH
(6)(4.38)
Исходя из уравнения материального баланса и условий эксперимента находим, что
общее количество Pb системе Pb
T
и общее количество сорбционных центров S
T
в пересче-
те на литр равны:
Pb
T
= [Pb
2+
] + [Pb(OH)
+
] + [AlOPbOH
-0,5
] = 1,4·10
-5
M (7)(4.39)
S
T
= [≡AlOH
2
+0,5
] + [AlOH
2
-0,5
] + [≡AlOPbOH
-0,5
] = 1,55·10
-4
M (8)(4.40)
На основании уравнений (1) (8) можно перейти к расчету зависимости доли свин-
ца, адсорбированного в результате реакции образования поверхностного комплекса, от
общего содержания свинца в системе при разных значениях рН по следующему алгорит-
му.
Уравнения (4), (5) и (6) можно записать как:
)(10
5,087,8
5,0
2
HAlOHAlOH (9)(4.41)
2
25,0
5,0
)(
][
][
H
PbAlOHK
AlOPbOH
Pb
(10)(4.42)
)(
)(10
)(
27,7
H
Pb
PbOH (11)(4.43)
Тогда уравнение материального баланса для Pb будет выглядеть следующим обра-
зом:
2
25,0
27,7
2
)(
]][[
)(
][10
][
H
PbALOHK
H
Pb
PbPb
Pb
T
(12)(4.44)
В уравнении (8) последним слагаемым в сумме можно пренебречь, т.к. концентра-
ция свинца в системе на порядок меньше концентрации сорбционных центров. Тогда
уравнение (8) превращается в:
S
T
= [AlOH
2
+0,5
] + [AlOH
-0,5
] (13) (4.45)
Подставляя вместо [AlOH
2
+0,5
] правую часть уравнения (9), получаем:
S
T
= 10
8,87
[≡AlOH
-0,5
](H
+
) + [≡AlOH
-0,5
] (14)(4.46)
Тогда:
[AlOH
-0,5
] =
)](101[
87,8
H
S
T
(15) (4.47)
                                                                                                       157
       Величина последней константы неизвестна, и ее подбирают таким образом, чтобы
расчетные значения [≡AlOPbOH-0,5] максимально совпали с экспериментально получен-
ными величинами на основании зависимости [≡AlOPbOH-0,5] от рН.
       Кроме того, в системе протекает реакция гидролиза Pb2+:
       Pb2+ + Н2O → Pb(OH)+ + H+                                                    (5)(4.37)

                         7,7      ( PbOH  )( H  )
       K PbOH  10                                                                 (6)(4.38)
                                       ( Pb 2 )
       Исходя из уравнения материального баланса и условий эксперимента находим, что
общее количество Pb системе PbT и общее количество сорбционных центров ST в пересче-
те на литр равны:
       PbT = [Pb2+] + [Pb(OH)+] + [≡AlOPbOH-0,5] = 1,4·10-5 M                       (7)(4.39)
       ST = [≡AlOH2+0,5] + [AlOH2-0,5] + [≡AlOPbOH-0,5] = 1,55·10-4 M               (8)(4.40)
       На основании уравнений (1) – (8) можно перейти к расчету зависимости доли свин-
ца, адсорбированного в результате реакции образования поверхностного комплекса, от
общего содержания свинца в системе при разных значениях рН по следующему алгорит-
му.
       Уравнения (4), (5) и (6) можно записать как:
        AlOH  10  AlOH ( H
                 2
                     0 , 5              8,87               0 , 5   
                                                                         )              (9)(4.41)

       [ AlOPbOH               0 ,5
                                        ]
                                           K Pb [ AlOH 0, 5 ] Pb 2                 (10)(4.42)
                                                    (H  ) 2

                          10 7, 7 ( Pb 2 )
       ( PbOH  )                                                                      (11)(4.43)
                              (H  )
       Тогда уравнение материального баланса для Pb будет выглядеть следующим обра-
зом:
                                 10 7, 7 [ Pb 2 ] K Pb [ ALOH 0, 5 ][ Pb 2 ]
       PbT  [ Pb 2 ]                                                                (12)(4.44)
                                     (H  )                  (H  ) 2
       В уравнении (8) последним слагаемым в сумме можно пренебречь, т.к. концентра-
ция свинца в системе на порядок меньше концентрации сорбционных центров. Тогда
уравнение (8) превращается в:
       ST = [≡AlOH2+0,5] + [AlOH-0,5]                                                   (13) (4.45)
       Подставляя вместо [≡AlOH2+0,5] правую часть уравнения (9), получаем:
       ST = 108,87[≡AlOH-0,5](H+) + [≡AlOH-0,5]                                          (14)(4.46)
       Тогда:
                                           S
       [AlOH-0,5] =                         T
                                                                                         (15) (4.47)
                              [1  10     8,87
                                                 ( H  )]