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化学电离水解平衡(水中的离子平衡)

化学电离水解平衡(水中的离子平衡) 什么是金属离子的水解平衡?

在酸性堆浸中,由于矿堆上部酸度较高,酸与矿石反应激烈,矿石中大量的铁、铝等金属离子进入溶液。由于不断反应,酸逐渐消耗,堆底溶液pH值上升,金属离子开始沉淀。金属离子水解成垢的本质是浸出液中溶解浸出的金属离子由于pH值的升高而沉淀为金属氢氧化物沉淀,用以下通式表示:

Men++nOH- Me(OH)n (A)

OH-来自水的分解

nH2O nH++nOH- (B)

金属离子水解反应的通式由式(a)和式(b)得到。

Men++nH2O nH++Me(OH)n (C)

lgK=lg (D)

对于任何给定的金属离子水解反应,式(d)中lgK为常数(假设温度恒定),设lgK∕n为c,则

pH=C-( )lg[Men+] (E)

从式(e)可以看出,溶液中金属离子Men ++的浓度与pH值密切相关。

利用溶度积的概念,如果知道不溶性金属氢氧化物的Ksp和溶液中金属离子的浓度,就可以计算出其沉淀的pH值。例如,当溶液中Fe3+的浓度为0.1mol∕L时,通过沉淀-溶解达到平衡

Fe(OH)3(固体)Fe3++3OH-

Ksp=[Fe3+][OH-]3=4×10-38

那么[oh-] = = 7.4× 10-13摩尔∕ l

[H+]= =1.35×10-2mol∕L

pH=-lg(1.35×10-2)=1.87≌1.9

(Kw是离解常数)

根据计算,0.1mol∕L Fe3+的初始水解pH为1.9。如果Fe3+沉淀完全,即使溶液中Fe3+的浓度达到1×10-5mol·∕l,其pH值也可以计算为3.2。

 

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