碳酸平衡计算.pptVIP

平衡计算的基本原则 例1：计算大气CO2在纯水中的溶解量 未离解部分 离解部分 水中的碳酸盐物种 根据离解平衡，有： 封闭体系中碳酸盐物种随pH的分布 （2）开放体系碳酸盐物种 分布随pH的变化 大气中CO2浓度不变，与水相处于平衡 2. 碳酸盐体系的碱度和酸度 1）碱度 与强酸（H+）发生中和作用的物质总量，代表某种水中和强酸的能力。 2）酸度 与强碱发生中和作用的物质总量，代表某种水中和强碱的能力。 3）碱度和碳酸盐总量、pH的关系 根据滴定计算： 总碱度-碳酸盐碱度=碳酸盐总量 二氧化碳酸度-无机酸度=碳酸盐总量 总碱度+二氧化碳酸度=碳酸盐总量 例2 已知水体的总碱度为1.00× 10-3mol/L ，计算pH8和pH10时水中H2CO3、HCO3-、CO32-浓度（假定只由它们构成碱度） 再根据离解常数和pH分别得到 因为[OH-]=10-4mol/L 例3 某25℃的水样100mL需要10mL0.02mol/L的硫酸使其pH值下降到4.3；同样体积的水样需要4mL0.02mol/L的NaOH使其pH上升到8.3。假定碱度和酸度都只是由碳酸盐系统、H+和OH-引起的。 计算总无机碳的含量、初始pH和碳酸盐物种的浓度 解答： 总碱度=4mmol/L 二氧化碳酸度=0.8mmol/L 碳酸盐总量=总碱度+二氧化碳酸度=4.8mmol/L 例4 已知水体的pH7.0，碱度为1.4mmol/L，假设该体系为封闭体系，且碱度由碳酸盐物质和OH-组成，计算： （1）pH调至6.0所需加的酸量？ （2）pH调至9.0所需加的碱量？ 3.一些引起碱度变化的反应 光合作用、呼吸作用 例5 某一水的总碱度为1.65mmol/L,pH为8.0。此水用Cl2(g)来处理以便将NH3(aq)氧化为氮气（折点氯化）。假如初始的氨氮（以氮计）浓度为3.5mg/L，氨的氧化反应为 求处理后的pH、总碱度。如果处理后的水要将其pH调整到9.0，而且要使碳酸盐总量为2.0mmol/L，问必须用什么样的NaOH和NaHCO3调节？ 解答： 初始水样pH=8.0，总碱度为1.65mmol/L，主要为HCO3-。即 解答（续） 要调节到pH=9.0，cT=2mmol/L，用NaHCO3增加cT，应投加0.35mmol/L，这同时增加碱度0.35mmol/L。 计算pH=9.0和cT=2mmol/L时的碱度，求所缺的碱度，由NaOH补足。 * * 质量平衡 化学平衡 电荷平衡 合理的假定 水中溶解的二氧化碳总量 苛性碱度 酚酞碱度(碳酸盐) 总碱度 碳酸盐体系总碱度 无机酸度 酚酞酸度二氧化碳 总酸度 解答（1） pH=8时，碱度以HCO3-为主，所以可假定 从结果看，所设假定合理 解答（2） pH=10时，碱度由HCO3-, CO32-和OH-组成 封闭体系中无论加强酸或强碱，CT不变；碱度变化值为应加酸量或加碱量 CT 求算pH6时 求算pH6时 初始碱度与pH6时碱度差 pH=9时同样方法计算 硫酸盐还原 硝化 反硝化 1mol氨氧化产生3mol酸，3.5mg氨氮产生0.75mmol/L酸，即碱度下降0.75mmol/L，碱度下降为0.90mmol/L，cT不变，由此求得α1和pH。