Жидкая фаза почв. Трофимов С.Я - 35 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

37
n
OHOH
n
KKK
n
KKK
n
KKK
n
An
]
3
[......]
3
[
1
.....
21
.....
21
.....
21
(18)
где K
n
- константа кислотности (диссоциации) кислоты по n- ступени). Например, оксалат-ион в
растворе представлен ионами С
2
O
4
2-
, HC
2
0
4
-
и недиссоциированной формой H
2
С
2
O
4
.
Концентрации последних двух форм могут быть выражены через концентрацию С
2
O
4
2-
,
используя выражения для константы диссоциации кислоты по первой и второй ступени:
[H
2
С
2
O
4
]=([H
+
]
2 .
[ С
2
O
4
2-
])/K
1
K
2
и [HC
2
0
4
-
]=([H
+
]
.
[С
2
O
4
2-
])/K
2
Подставив эти выражения в уравнение материального баланса, и вынося за скобку общий
множитель -концентрацию С
2
O
4
2-
, получим:
}
2
1
2
][
2
][
1]{
2
42
[
4
0
2
KK
H
K
H
OC
C
C
(19),
где выражение в скобках –1/ (в соответствии с уравнением 9а), и тогда:
С2О4
2-
= K
1
K
2
/( K
1
K
2
+ K
1
[H
+
]+[H
+
]
2
) (20)
Аналогично рассчитывается коэффициент
НС2О4
-
, только для этого все составляющие
уравнения материального баланса выражаются через концентрацию иона HC
2
0
4
-
. Действуя
таким образом, по величинам рН раствора и константам диссоциации любой кислоты Н
n
В (по
различным ступеням) может быть рассчитан коэффициент конкурирующей реакции,
концентрация свободного аниона и его протонированных форм. Этот алгоритм используется
при математическом моделировании и расчете состава почвенного раствора (см. раздел 5.2.1).
4.2. Гидролиз
Гидролиз (от греч. hydor-вода и lysis - разложение, распад) – это химическая реакция
ионного обмена между водой и растворенным в ней веществом, сопровождающаяся
нарушением равновесия электролитической диссоциации воды и изменением рН. В ионной
форме реакция выглядит как взаимодействие ионов вещества с молекулами воды из гидратной
оболочки с образованием малодиссоциированных соединений или других ионов (гидроксо- и
гидроксоаквакомплексов). Рассмотренная ранее (разд. 2.2.) гидратация ионов представляет
собой процесс, протекающий без разрушения молекул воды. При гидролизе в
сольватированном комплексе, благодаря сильному взаимодействию между ионом металла Ме и
ионом кислорода воды, связь Ме-О поляризуется, что приводит к распаду молекулы воды и
отщеплению от нее протона. Протекание реакций гидролиза становится причиной
кислотности и щелочности почвенного раствора. Изменение рН зависит от свойств ионов,
подвергающихся гидролизу. 
                                                               K1K 2 ..... K n
                                                                                                             (18)
                        An n        K1K 2 ..... K n  K1K 2 ..... K n 1[ H 3O  ]  ......  [ H 3O  ]n

где Kn - константа кислотности (диссоциации) кислоты по n- ступени). Например, оксалат-ион в
растворе представлен ионами С2O42-, HC204- и недиссоциированной формой H2С2O4.
Концентрации последних двух форм могут быть выражены через концентрацию С 2O42-,
используя выражения для константы диссоциации кислоты по первой и второй ступени:
                    [H2С2O4]=([H+]2 .[ С2O42-])/K1K2 и [HC204-]=([H+].[С2O42-])/K2
Подставив эти выражения в уравнение материального баланса, и вынося за скобку общий
множитель -концентрацию С2O42-, получим:
                                                            [ H  ] [ H  ]2                      (19),
                                 C         [ C O 2  ]{1                  }
                                     C 0       2 4            K      K K
                                      2 4                       2      1 2



где выражение в скобках –1/ (в соответствии с уравнением 9а), и тогда:
                           С2О42- = K1 K2/( K1K2+ K1[H+]+[H+]2)                                        (20)
Аналогично рассчитывается коэффициент НС2О4-, только для этого все составляющие
уравнения материального баланса выражаются через концентрацию иона HC204-. Действуя
таким образом, по величинам рН раствора и константам диссоциации любой кислоты НnВ (по
различным ступеням) может быть рассчитан коэффициент конкурирующей реакции,
концентрация свободного аниона и его протонированных форм. Этот алгоритм используется
при математическом моделировании и расчете состава почвенного раствора (см. раздел 5.2.1).

 4.2. Гидролиз


        Гидролиз (от греч. hydor-вода и lysis - разложение, распад) – это химическая реакция
ионного обмена           между водой и растворенным в ней веществом, сопровождающаяся
нарушением равновесия электролитической диссоциации воды и изменением рН. В ионной
форме реакция выглядит как взаимодействие ионов вещества с молекулами воды из гидратной
оболочки с образованием малодиссоциированных соединений или других ионов (гидроксо- и
гидроксоаквакомплексов). Рассмотренная ранее (разд. 2.2.) гидратация ионов представляет
собой    процесс,       протекающий                без      разрушения            молекул          воды.        При   гидролизе   в
сольватированном комплексе, благодаря сильному взаимодействию между ионом металла Ме и
ионом кислорода воды, связь Ме-О поляризуется, что приводит к распаду молекулы воды и
отщеплению от нее протона.                           Протекание реакций гидролиза становится причиной
кислотности и щелочности почвенного раствора. Изменение рН зависит от свойств ионов,
подвергающихся гидролизу.



                                                                    37

Страницы