碳酸钙溶解度_范文大全

碳酸钙溶解度

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【专家解析】碳酸钙溶解度

【优秀范文】碳酸钙溶解度

范文一:作图法求算碳酸钙水溶液的溶解度及pH值 投稿:黄萎萏

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第2卷 1 2 期  1   0年 3月  9 e   

安 徽 师 范 大 学 学 报 ( 自然 科 学 版 )   J u n I fAn u No ma  ie s y ( t rl ce c ) o  ̄a o  h [ r l   Unv r i Na u a S in e  t  

Vo . 2, .   I2 No 1

M a r. 1999    

 

文章 编 号 : 0 1 2 4 ( 9 9 0 - 0 8 - 0  10- 4319)1 02 2

作 图 法求 算 碳 酸 钙 水 溶 液 的 溶解 度及 p 值  H

胆一  

方宾   

安 鬣 芜桶 Zi0) 4 0 0 

0  6  s ,   j

(  /   = ) 6 2

摘要: 出了C C 早 a O 水溶液 的 溶解 度 ( ) S 与溶 液 p 值 间的 关 系式 ; 了 C COa 溶液 的溶 解 度 曲 H 建 a 水   线厦 C C 电 离 出的 c 一的 水 梓 曲线 ; a O。 Oj 并得 出 了 Ca O3 C 的溶 解度 厦 溶液 的 p 值. H  

关 键 .墼  词墨 堑巡

中圈分 类 号 : 5 06 

安 

文 献标 识码 :   C

  堡 坠   旦

水 液 涪 

另 一 方 面 , a O。 解 在 水 中 时 , 解 产 生 的  CC 溶 离

C 一会 发 生下列 两 级水 解 : Oj  

对 于难 溶盐 C C  由 于其 溶度 积 大 (   .  aO, K 一2 9 ×l  ) 因此 在 水 溶 液 中 , O , 溶解 生 成 的 c 一水 解  Oj 产生的 O 浓度较大. 求其溶解度时 , H一 哉 只有 进 行 

近似计算 , 且 得 到 的结 果 存在 一定 误 差 , 算 较为  而 计 繁琐. 本人 根 据溶 解 的定 义 推 导 出 C C 溶 解度 与  a O 

芝一 永  再

级 术解 : ol +H2 - c 一 0— HcO  +OH一;   , 2 K。 = 

二 级 水 解 : Os HC +Hz H C +0H一 0一   O3 .  

由 于 H2 03的 K.《 K L K 1 1  C 2  (  — 0

溶 液 p 值 之 间 的关 系 式 , 据 其 关 系式 进 行 了讨  H 根

论  出 了 C C ,的溶 解 度 曲 线 以及 Ca O 电离  绘 aO C 出的 C 一的水 解 曲线 ; 由两 曲线 的 相 交 点 求 出  Oi 并

1 ”  故 可 认 为 : 对 于 c 一的 一 级 水 解 , 二  0 ) 相 O; 其 级水 解 可忽 略不 计 . c 一的一 级水 解 中有 : 在 O;  

[ H一 ≈[ O ]从而[Ol] - [ H ] O ] HC ? , C 一 =S O   ,  

故有 ;  

了 C C 水 溶 液 的溶 解 度 以及相 应 的 p 值 . 法  a O。 H 方 直观 、 简便 , 果令 人满 意  结

[ C  ̄ [ H一 /c ;]   K H O - O ] [ o 一 一K /   ]

从 而 

1 关 系式 推 导 

当忽 略 C C aO 的固有 溶 解 度 s 且溶 液 离 子强  , 度较 小 ( =1 时 , C C 水 溶 液 的溶 解 度 为 s  7 ) 设 a Os .

/ 褊一 K    

将 () 整 理得 : 6式   [ ] K + ( + 4 K K )  . H  =[   K: S     “]   作 图方 便 , 上 式变 为 : 将  

, ㈣  

() 7 

根据文献[ 关于溶解度 的定义 , “   则有 :  

[ a ]c 一 =KI㈣   C  [ ol] p (

从 而 

S  2耐 = K,(c , P日 ) co   () 2 

() 1 

此 即 C C 电离 的 col a O。 一水解 p 值 表 达 式 . 了  H 为 lS g ( /H  ) [  ] g =I   K  [ ] / H   () 8 

其 中  :为 c 一的分 布 分数 , O; 由文 献[关 于  一    

的定义 , 可得 :  

这也 是 一个 由 s与 [  ] H 两个 未 知数 所组 成 的方 程 .  

2 作 图 部 分 

瓦 , ’   ‘  ()   3

我们 以 p 值 为 横 坐标 . ]S为纵 坐标 , H 以 g 由式  () 5 可得 到一 条 曲 线 , 为 C CO 即 a  水 溶液 的溶 解 度 

( ) 曲线 ; S的 由式 ( ) 可 以得 到一 条 曲线 , 8还 即为 c — a  

() 4 

;=再  耳 瓦  一  陌    

() 3 式代人 ( ) 2 式得 ;  

S = K ( 。 / ∞!     c 。   一, .

其 中 K— K  为 H  O 在水 溶 液 中 的离 解 常 数 . C 将 

C 溶 液 电离 的 c 一水 解 曲线 . 面 , 们 来具 体  Os ol 下 我 讨论 逮 两条 曲线 的绘 制 方法 .   2 1 碳 酸 钙 永 溶 液的 溶 解 度 曲线 的 绘 制  由 函数  .

关 系式 ( ) 我 们 可分 下 面几 种情 况讨 论. 5,  

将 () 4式两边同时取常用对数 , 并整理得  lS一1 2g  c )KI 2 /1(H    g /1K ( , 】 +l 2g [ ]   K,

+K  H  +K   . [ ] K.   ) () 5  这样 , 我们 得 到 了 C C  的 溶 解度 s与 [ aO H ] 间  之 的关 系 式 , 由于 s与 [ ] 者 均 是 未 知 的 , 我们  H  - 故 不 能得 出溶 解度 s与[  ] 即溶液 p 值 ) H ( H 的值.  

收 辅 日期 ; 9 8 0 - L  19 - 4 3

211 当 p . .  H> 1 1时 , 5 式 中 右 边 第 二 项 中 的  ()

[     K H ] H ] 和 .   两项均 可忽略 , () [ 则 5 式变为;  

Is 1 2g  , g 一 / lK   () 9 

7李  瑚  永  。  

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2 卷第 1 2 期 

李永新 , 宾  作 图

法求算碳 酸钙水溶液 的溶解 度及 p 方 H值 

8  3

此 时 , a O。 C C 溶液 的溶 解 度 S与 p 无关 , 么  H 那 在 lS p 关 系 曲线 上为 一 条平 行 于横 坐标 的直线 . g —H   2 12 当 7 p . .  < H< 1 0时 , 5 式 右 边 第 二 项 中  ()

2 2 3 在 8 H≤ 1 .. ≤p 2时 , ( 2 中第 二 项 中不 能  式 1) 忽 略任何 一 个数 , 我们 只有 根据 ( 2 式 来 绘图 , 故 1) 此  时 cO 一的水 解 曲线 为 一 光滑 曲线. ;   综 上所 述 , 我们 可 知 : a O C C  电 离出 的 cO 一水  ; 解 曲线 在 不 同 p 值 时 , H 由两 段 斜 率 不 同 的直 线 和  段 光滑 的曲 线所 组 成 , 图 l中 b线 所示 . 如  

[    和 K。   H ]   两相 对 于 K [  ] 可忽 略 , ( ) K. H 项 则 5 

式变为 :  

IS= 1 2g 。 K — 1 2 H, g / 1 K。 / 2 /p   ( 0  1)

此 时 C C 溶液 的溶解 度 在 lS p 关 系 曲线  a O。 g -H 上 是截 距为 1 2g   K 斜 率 为 一1 2的直 线. / 1K 。   / /  

2 13 当 p .. H<6时 ,5式 右 边 第二 项 中 K H    () E ] 和 K K  项 相对 于 [  ] 项 可忽略 , ( )   两 H 2 则 5 式为 ;  

IS= 1 2g g / 1 K / l 2 p , K,K.一 H   ( 】  1)

此 时 C CO 溶液 的溶解 度 在 IS p 关 系 曲线上 是  a a g —H

截距为 12g /   /lK… K K一 斜率 为 一l的直线 .  

2 14 在 1≤ p .. 0 H≤ 1 1和 6 H≤7时 , 5 式 右边  ≤p ()

第 二项中 K ,H ]K  . H ] 三项相近 , .   、。   E K 和[     故均  应 保 留 ,在 lSp 曲线 上 是 光滑 的 曲线 . g —H  

综上 所述 , 我们 可 得 到 C C 水 溶 液 的溶解 度  a O。 对数值 lS与 p 的关 系是 由 三段斜 率不 同 的直线  g H 和两段 光滑 的 曲线 组成 , 图 1中 a线所 示 . 如   2 2 碳 酸 钙 电离 的 c 一水 解 曲 线 的 绘制  为 作  . o;

图方便 , ( ) 变为 : 将 8式  

6   B   1  9 l  2 p H 

图 1 C C   溶 液 的 溶 解 度 与 p 关 系    aO 水 H a .   C   溶 液 的 溶 解 曲 线  O 水

b  C 电离 的 c l . O, o 一水解 曲线 

3 结 果 

由上 面 所 绘制 的 图 1可 知 : a O。 溶 液 的溶  CC 水

iS g   [   +l( n [   +1 , (2  g =iK /H ] g K /H ] )   1

) 由式 (2 , 1) 我们 可 分 下 面 几 种 情 况 来 讨论 c i O 一水 

解 曲线 的绘制 :   2 21 当 p .. H>1 2时 , 述 ( 2 式 中右 边第 = 项 中  上 1)

解 度 曲线 a与 C C 电离 的 c 一的水解 曲 线 b相  a O。 Ol

交 . 此 , 者 交 点 所 对 应 的 p 值 及 lS值 即 为  因 两 H g

C C 。 溶液 的 p aO水 H值 及相应 的溶解度. 图中可  从

得 C C 水 溶液的 p a O3 H一 9 8 , 一9 3 0 oo/ . 4 S . X1  t l  L 与文献 啪给 出的参 考值 相 符 . .  

K [  ] l 则 K [ 。 H 》 , /  /H ] 1 K [ + ≈  /H ] 因 此  ,

(2 式 变为  1)

l S=l k 2 g g K + 2 H , p   ( 3  1)

此 时 c 一水 解 曲线 是 截距 为 lK. . 斜 率为 2的  O; g   , K

直线 .   222 当 p .. H< 8时 , 述 ( 2 式 中右 边第 二项 中  上 1)

4 参 考 文 献 

1 武汉大 学 主蝙. 分析 化 学 第二 舨 [ M]北 京 : 高等 教 育 出版社 ,  

l 84 9  

K 。E   《1贝    [   +l ,1)   H ] ,0 。 H ] ≈l (2 式即为 : / K/  

I S IK  p g = g + H  ( 4  1)

2 #树昌 , 胡乃非. 化学分 析D ] 北京 : H. 高等教育 出版杜 .9 3 4 4 1 9  4 

~4 9 4  

9 华 中师范大学 , 东北 师范大学, 陕西师范大学蝙. 分析化学第二版 

故 此 时 c 一水 解 曲线 为 截 距 为 lK  斜 率 为 1的  Ol g , 直线 .  

[ . M]北京  高等教育 出版杜 , 9 61 l 9 ;8 ~4 7 I 8 . g ~15 4 6 8 

CALCULATI NG  THE S   OLUBLE POI     NT AND  H  N  p I CALCI UM  

CA RB0N ATE  ATER  W BY  DRAW I NG  GURE  FI

LI Yo g x n     n — i g, F ANG  n Bi  

( a t m  fC eosr .A ̄ u  c ma Un' r i ,2 1 0 W u u,A h ,C ia   I  ̄p rme o   h t t J y R i m | i st N 4 c y 4 0 0, h ∞  hn )

Ab ta t Th  q a ino  h  ou l  on   n   H   acu c r o a ewa e  r  e ie .Th  u v so  sr c : e e u to   ft es lJ ep i ta d p i c li m a b n t   t rwe ed rv d o n e c r e  f

tesl

bepit n h y rls  f og nclu cro ae trw r ie .Th ou l p it n  h ou l on  dteh doyio  —i ac m ab nt  e  ee vd   a s c i wa g e lbe on  d s   a

p i  a cu c r o a e wa e   r   c iv d b   r wi g f u e  H  c l i m  a b n t   t rwe e a h e e   y d a n   i r + n g

Ke   r s:acu c r o a e;t es l be p it p ;d a n  iur  y wo d c lim  a b n t h   o u l  o n ; H r wig fg e

、  

范文二:作图法求算碳酸钙水溶液的溶解度及pH值 投稿:秦葑葒

第22卷1期    安徽师范大学学报(自然科学版)       Vol.22,No.1

          

1999年3月 JournalofAnhuiNormalUniversity(NaturalScience)Mar.1999

文章编号:1001—2443(1999)01—0082—02

作图法求算碳酸钙水溶液的溶解度及pH值

李永新, 方 宾

(安徽师范大学化学系,安徽芜湖 241000)

摘要:导出了CaCO3水溶液的溶解度(S)与溶液pH值间的关系式;建了CaCO3水溶液的溶解度曲线及CaCO3电离出的CO2-的水解曲线;并得出了CaCO3的溶解度及溶液的pH值.3

关 键 词:碳酸钙;溶解度;pH值;作图法中图分类号:O65  文献标识码:C

  对于难溶盐CaCO3,由于其溶度积大(Ksp=2.9×10-9),因此在水溶液中,溶解生成的CO2-水解3产生的OH-浓度较大.故求其溶解度时,只有进行

近似计算,而且得到的结果存在一定误差,计算较为繁琐.本人根据溶解的定义推导出CaCO3溶解度与溶液pH值之间的关系式,论;绘出了CaCO33出的CO2-;3

了CaCO3pH值.方法直观、简便,.

  另一方面,CaCO3溶解在水中时,离解产生的

2-CO3会发生下列两级水解:

--  一级水解:CO2-3+H2O3+OH;

:-32H2CO3+OH-.

23a1Ka1=10-6.38,Ka2=-:相对于CO2-的一级水解,其二3

.在CO2-的一级水解中有:3

1

  [OH-]≈[HCO-3],从而[CO2-3]=S-[OH],故有:

1 关系式推导

  当忽略CaCO3的固有溶解度S,且溶液离子强度较小(Χ=1)时,设CaCO3水溶液的溶解度为S.根据文献[1,2]关于溶解度的定义,则有:  [Ca2+][CO2-3]=Ksp(CaCO3),

(1)

  [HCO-3][OH-]󰃗[CO2-3]=Kw󰃗Ka2,从而

+-2

  Kw󰃗=,Ka2=

S-[OH-]S-Kw󰃗[H+]

将(6)式整理得:

22

  [H+]=[Kw+(Kw+4SKa2Kw)1󰃗].

(6)(7)

从而

(2)  S2Α=Ksp(CaCO3),CO2-3

其中Α为CO2-的分布分数,由文献[3]关于ΑCO2-3CO2-33的定义,可得:

2-(3)  Α,CO3=+2

[H]+Ka1[H+]+Ka1Ka2

其中Ka1、.将Ka2为H2CO3在水溶液中的离解常数(3)式代入(2)式得:

(4)  S2=Ksp(CaCO3󰃗,ΑCO2-3

将(4)式两边同时取常用对数,并整理得:  lgS=1󰃗2lgKsp(CaCO3)󰃗2lg([H+]2Ka1Ka2+1󰃗

+Ka1[H+]+Ka1Ka2).

(5)

此即CaCO3电离的CO2-水解pH值表达式.为了3

作图方便,将上式变为:

(8)  lgS=lgKw(Ka2󰃗[H+])󰃗[H+]这也是一个由S与[H+]两个未知数所组成的方程.

2 作图部分

  我们以pH值为横坐标,以lgS为纵坐标,由式

(5)可得到一条曲线,即为CaCO3水溶液的溶解度(S)的曲线;由式(8)还可以得到一条曲线,即为

2-.下面,我们来具CaCO3溶液电离的CO3水解曲线

体讨论这两条曲线的绘制方法.

2.1 碳酸钙水溶液的溶解度曲线的绘制 由函数关系式(5),我们可分下面几种情况讨论.

2.1.1 当pH>11时,(5)式中右边第二项中的[H+]2和Ka1[H+]两项均可忽略,则(5)式变为:  lgS=1󰃗2lgKsp,

(9)

这样,我们得到了CaCO3的溶解度S与[H+]之间的关系式,由于S与[H+]二者均是未知的,故我们

不能得出溶解度S与[H+](即溶液pH值)的值.

  收稿日期:1998—04—13

  作者简介:李永新(19722),男,助教

22卷第1期         李永新,方宾: 作图法求算碳酸钙水溶液的溶解度及pH值83

  此时,CaCO3溶液的溶解度S与pH无关,那么在lgS2.pH关系曲线上为一条平行于横坐标的直线2.1.2 当7

(10)  lgS=1󰃗2lgKsp󰃗2pH,Ka2-1󰃗

  此时CaCO3溶液的溶解度在lgS2pH关系曲线上是截距为1󰃗2lgKsp󰃗2的直线.Ka2,斜率为-1󰃗

2.1.3 当pH<6时,(5)式右边第二项中Ka1[H+]

2.2.3 在8≤pH≤12时,式(12)中第二项中不能忽略任何一个数,故我们只有根据(12)式来绘图,此

时CO2-的水解曲线为一光滑曲线.3

  综上所述,我们可知:CaCO3电离出的CO2-水3

解曲线在不同pH值时,由两段斜率不同的直线和一段光滑的曲线所组成,如图1中b线所示

.

和Ka1Ka2两项相对于[H+]2项可忽略,则(5)式为:

(11)  lgS=1󰃗2lgKsp󰃗Ka1Ka2-pH,

此时CaCO3溶液的溶解度在lgS2pH关系曲线上是截距为1󰃗2lgKsp󰃗.Ka1Ka2,斜率为-1的直线

2.1.4 在10≤pH≤11和6≤pH≤7时,(5)式右边

+2

第二项中Ka1[H+]、Ka1Ka2和[H]三项相近,故均应保留,在lgS2.pH曲线上是光滑的曲线  综上所述,我们可得到CaCO3水溶液的溶解度对数值lgS与pH和两段光滑的曲线组成,如图1.

-2.22图方便,将(8)(12)  lgS=lgKw󰃗[H+lg(Ka2󰃗[H+]+1),由式(12),我们可分下面几种情况来讨论CO2-水3解曲线的绘制:

2.2.1 当pH>12时,上述(12)式中右边第二项中

[H+]µ1,则Ka2󰃗[H+]+1≈Ka2󰃗[H+],因此Ka2󰃗

(12)式变为

(13)  lgS=lgKa2Kw+2pH,

此时CO2-水解曲线是截距为lgKa2Kw,斜率为2的3

直线.

2.2.2 当pH<8时,上述(12)式中右边第二项中

[H+]ν1,则Ka2󰃗[H+]+1≈1,(12)式即为:Ka2󰃗

(14)  lgS=lgKw+pH

故此时CO2-水解曲线为截距为lgKw,斜率为1的3

直线.

图13水溶液的溶解度与pH关系

a.CaCO3水溶液的溶解曲线

水解曲线b.CaCO3电离的CO2-3

3 结果

  由上面所绘制的图1可知:CaCO3水溶液的溶

解度曲线a与CaCO3电离的CO2-的水解曲线b相3交.因此,两者交点所对应的pH值及lgS值即为

.从图中可CaCO3水溶液的pH值及相应的溶解度

得CaCO3水溶液的pH=9.84,S=9.3×10-5mol󰃗

[3]

.L.与文献给出的参考值相符

4 参考文献

1 武汉大学主编.分析化学第二版[M].北京:高等教育出版社,

1984

2 林树昌,胡乃非.化学分析[M].北京:高等教育出版社,1993.444

~449

3 华中师范大学,东北师范大学,陕西师范大学编.分析化学第二版

[M].北京:高等教育出版社,1986.191~195;486~487

CALCULATINGTHESOLUBLEPOINTANDpHINCALCIUM

CARBONATEWATERBYDRAWINGFIGURE

LIYong2xing, FANGBin

(DepartmentofChemistry,AnhuiNormalUniversity,241000,Wuhu,Anhui,China)

Abstract:TheequationofthesolublepointandpHincalciumcarbonatewaterwerederived.Thecurvesof

2-thesolublepointandthehydrolysisofCO3incalciumcarbonatewaterweregived.Thesolublepointand

pHincalciumcarbonatewaterwereachievedbydrawingfigure.Keywords:calciumcarbonate;thesolublepoint;pH;drawingfigure

范文三:pH值、温度和CO2分压对碳酸钙溶解沉淀的控制作用 投稿:龚駝駞

pH值、温度和CO2分压对碳酸钙溶解沉淀的控制作用

碳酸钙在水中的溶解度很低。碳酸钙是由水中的钙离子与碳酸根或碳酸氢根离子结合而生成的。反应式如下:

Ca2++CO32-→CaCO3↓(1)

Ca2++2HCO3-→CaCO3↓+CO2↑+H2O (2)

(1)二氧化碳的影响

CO2溶解在水中时,生成碳酸,其电离反应式如下:

CO2+H2O⇄H2CO3

H2CO3⇄H++HCO3-

HCO3-⇄H++CO3-

在一定的PH值下,只有很少百分比的碳酸氢根电离成氢离子和碳酸根离子,参见图1,在一般情况下碳酸氢根离子在数量上远远大于碳酸根离子,可以认为碳酸钙沉淀主要为式2所表示的反应。当水中二氧化碳的浓度增加时,反应向右移动,碳酸钙沉淀减少;当水中二氧化碳的浓度减少时,则反应向左移动,碳酸钙的沉淀增加。

图1水中三种碳酸的比例变化曲线

(2)PH值的影响

油田水中一般含有不同程度的碳酸,而水中三种形态碳酸HCO3-+CO2、HCO3-、CO32-在平衡时的浓度比例取决于PH值。根据PH值计算水中三类碳酸的百分数,关系曲线见图2。

由图2可以看出水中三类碳酸在平衡时的浓度的比例与PH

值有完全相应的关

系。在低PH值范围内,水中只有HCO3-+CO2;在高PH值范围内只有CO32-离子;而在

中等PH值范围内HCO3-(占绝对优势。因此水的-%值较高时就会产生更多的碳酸钙

沉淀;反之,水的PH较低时,则碳酸钙不易产生沉淀。PH值对碳酸盐的溶解度影响很大,降低PH值会增加它们的溶解度。

图2 卡波兰图

(3)温度的影响

温度是影响碳酸钙沉淀另一重要因素,绝大部分盐类在水中的溶解度是随温度升高而增大。但碳酸钙具有反常的溶解度,在温度升高时溶解度反而下降,即水温升高时会沉淀更多的碳酸钙。

(4)总压力的影响

当压力增大有利于碳酸钙的溶解,而当压力减小时会促进碳酸钙沉淀。对于汽、液两相系统,首先总压力增加,二氧化碳分压增大,碳酸钙的溶解度随之增大;其次从热力学角度看,压力增加也会使碳酸钙的溶解度增加,

其机理与后面

讨论的压力对硫酸钙溶解度的影响类似。对于只有水的单相系统,只能从热力学的观点考虑,压力增加会使碳酸钙的溶解度增大。

(5)水中所溶盐类的影响

水中含盐量增加时碳酸钙的溶解度也增加。例如将20000mg/L的氯化钠加入蒸馏水中,碳酸钙的溶解度从100mg/L增加到250mg/L。水中溶解的固体总量越高(不包括钙离子和碳酸根离子),碳酸钙在水中的溶解度就越大。这可以解释为溶解的盐效应,当含盐量增加时,相应提高了水中的离子浓度,由于离子间的相互静电作用,使成垢离子的活动性减弱,降低了结垢速度。

总的来说,温度升高,CO2分压减小,PH值增加,含盐量减小,总压力减小都

会使碳酸钙的沉淀趋势增加。

范文四:氧化钙、硫酸钙、氯化钙、硝酸钙溶解度 投稿:马瘄瘅

氢氧化钙在水中的溶解度 温度(℃) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 硫酸钙(二水合物)溶解度: 温度(℃) 0 10 18 30 40 65 75 氯化钙的溶解度 温度(℃) 0 10 20 30 40 60 80 90 100 在不同温度时无水硝酸钙在 100g 水中的最大溶解克数 温度(℃) 0 10 20 25 30 40 60 100 200 溶解度 102 115 129 138 149 189 359 363 413 溶解度 59.5 64.7 74.5 100 128 137 147 154 159 溶解度 0.233 0.244 0.255 0.264 0.265 0.244 0.234 溶解度 0.185 0.176 0.165 0.153 0.141 0.138 0.116 0.106 0.094 0.085 0 0.077

范文五:添加剂对碳酸钙溶解度和浆液pH值的影响研究 投稿:史矚矛

摘 要:本实验考察了无机盐添加剂、有机酸添加剂和复合添加剂对碳酸钙溶解度和对浆液pH值缓冲性能的影响。结果表明:添加剂可以促进碳酸钙的溶解,不同添加剂作用程度不同,其中有机添加剂的效果最显著,复合添加剂效果略差,无机添加剂效果较不理想。复合添加剂成分间无明显的协同作用,不同复合比例对CaCO3溶解度的影响不同。有机酸对浆液pH值有一定缓冲作用。

  关键词:湿法烟气脱硫 添加剂 碳酸钙 溶解度

  一、前言

  我国能源消耗目前仍以煤为主,是世界上由煤炭燃烧产生的SO2排放最多的国家之一。因此控制燃煤SO2的排放就成为我国目前大气污染控制领域最紧迫的任务之一[1]。烟气脱硫(FGD)是目前唯一大规模商业化应用的脱硫方法,是SO2减排及控制酸雨污染最主要的技术手段。但FGD装置投资和运行费用相当高,导致火电厂经济效益明显下降,因而提高FGD装置脱硫效率及其经济性是目前火电厂脱硫工作面临的首要问题。使用添加剂提高脱硫效率具有不需附加装置,操作简单、投资小、价格低廉、对FGD装置操作影响小等优点,是提高FGD装置脱硫效率简单、有效的方法,已成为FGD应用研究的热点[2]。

  用于石灰石法的脱硫添加剂主要分为无机添加剂和有机添加剂两大类。无机盐添加剂主要包括钠盐、铵盐、镁化合物等,有机物添加剂又被称为缓冲添加剂,多为有机酸[3]。本实验选用几种无机添加剂、有机添加剂及复合添加剂开展实验研究,探讨各添加剂对碳酸钙溶解度和碳酸钙浆液pH值缓冲性能的影响规律,为实现工业规模的应用提供实验依据与指导。

  二、实验部分

  1.主要实验仪器

  794型全自动电位滴定仪,ICS-2500型离子色谱仪,电子天平,磁力搅拌仪,烧杯,量筒等。

  2.添加剂选用

  本实验选取无机盐添加剂7种,分别为:硫酸镁、氧化镁、氢氧化镁、氯化镁、硫酸钠、硝酸钠、氯化钠;有机酸添加剂5种,为:酒石酸、苯甲酸、酸A、酸B、酸C。

  2.实验方法

  实验选取溶解度和对pH值的缓冲能力作为考察添加剂性能的指标。

  2.1 溶解度的测量

  用电子天平称取1g的CaCO3(CaCO3过量),准确称取需要的各种添加剂,加入200ml去离子水,搅拌均匀后静置20分钟,取上清液过滤后用离子色谱仪检测其Ca+浓度。

  2.2 pH值~反应时间曲线

  用电子天平分别准确称取0.001mol的添加剂和1g的CaCO3(CaCO3过量)加入各个烧杯中,加入400ml去离子水。将烧杯置于磁力搅拌器上,均匀搅拌并加热至50℃。用自动电位滴定仪测试其pH值随时间的变化。控制反应温度50℃,使用1mol/L的H2SO4滴定,滴定速率为2mL/min。

  三、结果及讨论

  1.无机盐添加剂对CaCO3溶解度的影响

  按2.2.1对MgSO4、Mg(OH)2、MgO、MgCl2、Na2SO4、NaNO3和NaCl共7种无机盐添加剂进行实验,考察添加剂种类及添加量对CaCO3溶解度的影响。结果如图1所示:

  由图1可知,未加入添加剂时,溶液中Ca+浓度为3mg/L,加入添加剂后,溶液中Ca+浓度均有了不同程度的提高,说明6种无机盐添加剂均提高了CaCO3溶解度,其中促溶效果最好的为氯化钠。对于氯化钠、氯化镁、硝酸钠、氧化镁和氢氧化镁,添加量在某一值时CaCO3溶解度达到最大值,其后再添加,CaCO3溶解度反而下降。前四者最佳添加量为0.005mol/L,氢氧化镁的最佳添加量为对于硫酸镁和硫酸钠,CaCO3溶解度随添加剂量的增加而上升,达到0.01mol/L后再增大添加剂的量,CaCO3溶解度增加幅度很小,因此两者最佳添加量为0.01mol/L。

  2.无机盐添加剂对CaCO3浆液pH值~反应时间曲线的影响

  由图2可知,pH值随着反应时间的进行都呈下降趋势,各条曲线形状相近。大致都有pH急速下降阶段、平稳段和快速下降段。在初始阶段,浆液pH值较高,石灰石的溶出率很低,浆液和硫酸反应速度快,而石灰石的溶出速率跟不上,导致pH值迅速下降。在稳定段,pH值为5.0-6.0,石灰石的溶出速率较快,可以跟上浆液和硫酸反应速度,所以,pH值下降缓慢。随后,浆液中的石灰石已经消耗完了,浆液的pH值下降速度又变快。

  由图还可以看出,添加剂对石灰石的缓冲作用并不明显,不同添加剂对溶液pH值~反应时间曲线的影响很小。

  3.有机酸添加剂对CaCO3溶解度的影响

  按2.2.1对酒石酸、苯甲酸、酸A、酸B、酸C这5种有机酸进行实验,考察不同添加剂对CaCO3溶解度的影响。结果如表1所示。由表1可知,有机酸添加剂的加入均使CaCO3溶解度大幅提升,在相同的添加量下,酸A、酸B、酸C的效果尤其明显,是未添加添加剂CaCO3溶解度的6~8倍。

  由图4可知,和无机盐添加剂情况类似,pH值随着反应时间的进行都呈下降趋势,各条曲线形状相近,大致都有pH急速下降阶段、平稳段和快速下降段,原理和无机盐添加剂类似。可以看出,添加剂酸B、酸C和苯甲酸提高了石灰石浆液稳定期的pH值,酸A的加入使石灰石浆液稳定期的pH值略有下降。

  5.复合添加剂

  选取前面实验中对CaCO3促溶效果最好的无机盐添加剂NaCl和有机酸C,将两者按不同摩尔比例混合,保持复合添加剂总物质的量为0.005mol/L不变,考察复合比例对CaCO3溶解度的影响,结果见图5。

  由图5可看出,加入复合添加剂后CaCO3的溶解度增大,说明复合添加剂的加入有利于CaCO3的充分溶解。随着有机酸酸C所占比例的增大,对CaCO3的促溶的效果越加明显,添加剂全部是酸C时CaCO3的溶解度最大,全部为NaCl时CaCO3的溶解度增加量最小,有机酸酸C对CaCO3溶解的促进作用要远强于无机盐NaCl。复合添加剂对CaCO3的促溶效果不如单一有机酸,说明复合添加剂两种成分间没有明显的协同效应。综上可知,有机酸C具有最佳的促进CaCO3溶解的作用。

  进行pH值缓冲性能实验,考察酸C和NaCl比例为2:1时复合添加剂对CaCO3浆液pH值~反应时间曲线的影响。结果如图6所示。由图6可以看出,复合添加剂的加入对CaCO3浆液pH值起到了一定的缓冲作用,较长时间内使浆液pH值稳定在5.5~6之间。同时可以看出,复合添加剂和单一酸C的缓冲作用接近,略低于单一酸C。说明复合添加剂在CaCO3浆液pH值的缓冲作用方面没有明显的协同效应。有机酸C具有最佳的缓冲作用。

  四、结论

  1.无机添加剂可以促进CaCO3的溶解,不同无机盐对CaCO3的促溶效果不同,以NaCl的效果最好。同一添加剂在不同添加量时对CaCO3溶解度的影响不同,存在某最佳添加量。各种无机盐对CaCO3浆液pH值无明显缓冲作用。

  2.有机添加剂可以显著提高CaCO3的溶解度,不同有机物对CaCO3溶解度的影响程度不同,在实验考察范围内有机酸C的效果最好。工业应用时可以从经济性角度考虑,选择适宜的添加量。酸B、酸C和苯甲酸提高了石灰石浆液稳定期的pH值,酸A的加入使石灰石浆液稳定期的pH值略有下降。

  3.复合添加剂有利于CaCO3的充分溶解,不同复合比例对CaCO3溶解度的影响不同;有机成分的促进作用强于无机成分,两者之间没有明显的协同效应;复合添加剂对pH值的缓冲作用不及相应的单一有机酸。

  4.比较三类添加剂对CaCO3的促溶效果和对浆液pH值的缓冲作用,有机添加剂效果最好,复合添加剂次之,无机添加剂效果较差。

  参考文献

  [1]郝吉明,王书肖,陆永琪.燃煤二氧化硫污染控制技术手册[M].北京:化学工业出版社,2001.

  [2]王晋刚,胡金榜,段振亚,陈志强.复合添加剂在两种烟气脱硫工艺中的应用[J].热能动力工程,2016,21(1):93-95.

  [3]吴国华,朴香兰,王玉军,朱慎林.添加剂强化石灰/石灰石烟气脱硫过程的应用及研究进展[J].环境科学动态,2004,3:12-14.

  [4]袁翀,庞旭,薛勇.湿法烟气脱硫添加剂的试验研究[J].江苏环境科技,2007,20(2):27-30.

  作者简介:牛向楠(1987-),女,汉族,河北邢台人,从事环境保护专业研究。

范文六:卤水管道中影响碳酸钙垢溶解度的因素及规律_于剑峰 投稿:刘鐏鐐

盐业与化工

20

JournalofSaltandChemicalIndustry

第40卷第4期2011年7月

卤水管道中影响碳酸钙垢溶解度的因素及规律

静,唐仕明,袁存光

(中国石油大学化学化工学院,山东青岛266555)

要:

文章针对江汉油田盐化工总厂的卤水管道结垢的生产实际,系统研究了影响

于剑峰,霍

pH值及盐浓度)及其规律。碳酸钙的溶解度随着碳酸钙溶解度(用Ksp表征)的因素(温度、

pH增大而减小,温度升高、当盐浓度为50g/L时,碳酸钙的溶解度最大。针对江汉油田盐化工总厂的卤水水质情况,理论分析和实验规律结合,确定了其卤水输送的阻垢条件,建立了预防卤水输送管道的碳酸盐结垢的研究方法,成功解决了碳酸钙类结垢的问题。

关键词:

碳酸钙;结垢;影响因素;盐效应

文献标识码:A

文章编号:1673-6850(2011)04-0020-04

+

中图分类号:TQ127.13

InfluencingFactorsandtheLawonSolubilityof

CaCO3ScaleinSalineInjectionPipe

YUJianfeng,HUOJing,TANGShiming,YUANCunguang

(CollegeofChemistry&ChemicalEngineering,ChinaUniversityofPetroleum,

Qingdao,Shandong266555,China)

Abstract:

Inviewofinfluencingfactors(suchastemperature,pH,salinity,etc.)andthe

lawonsolubility(expressingbyKsp)ofCaCO3scaleisstudiedaccordingtoactualproductionprob-lemsinlosehalogenpipelineinSaltChemicalPlantofJianghanOilfield.Resultsarethesolubilityofcalciumcarbonatewiththeriseoftemperaturedecreases,andwiththepHdecreases.Thesolu-bilityofcalciumcarbonateisthelargestwhenNaClconcentrationof50g/L.Thebrineconveyinganti-scalingconditionsaredetermined,andpreventivebrinepipelinescarbonatescalingresearchmethodsareestablished,whentheoreticalanalysisandexperimentcombinationruleaccordingtobrinewaterconditionsinSaltChemicalPlantofJianghanOilfield.Thisachievementhassuccessful-lysolvedtheenterpriselosesbrinepipeofcalciumcarbonatescalingproblems.

Keywords:

calciumcarbonate;scaleformation;Influencefactors;salteffect

1前言

目前,有很多井矿盐、卤水生产企业采用管道输由于压力、温度、盐效应等送卤水。在输卤过程中,

因素的影响,极易造成管道表面结垢,常导致管线阻

收稿日期:2011-05-31

作者简介:于剑峰(1974-),男,吉林蛟河人,中国石油大学(华东),讲师,主要从事化学、盐化工等领域的研究。



[等温蒸发实验可知:参考文献]1)浓海水30℃等温蒸发时硫酸钙析出点比自

然海水稍向后推移,其饱和浓度也较高,原因可能是海水淡化时加入了除垢剂所致。

2)温度不同硫酸钙的饱和浓度也不同,以100℃等温蒸发时硫酸钙的饱和浓度最小,70而50℃,℃时达到较高值。

3)在实验的四种温度下,氯化钠开始饱和析出时,硫酸钙的析出率均高于80%,已经大量析出。

[1]练达仁.天津市的多元化水资源结构与科技保障措施[C].新世

2006:73-纪水利工程科技前沿论文集,天津:天津大学出版社,77.

[2]屈函.天津市滨海新区海水淡化产业发展前景浅析[J].中国发

2009,9(3):19-22.展,

[3]贺华,王学魁.淡化后浓海水蒸发浓缩析盐规律研究[J].盐业

2009,39(2):3-7.与化工,

[4]左秉坚.制盐工业手册[M].北京:中国轻工业出版社,1994:

105-106.

于剑峰等:卤水管道中影响碳酸钙垢溶解度的因素及规律

[1]

流、设备损坏等问题,严重影响输卤生产和效益。多数情况下,卤水输送管道的结垢主要是碳酸盐垢

21

物一起置于80℃恒温干燥箱中干燥10h后取出称

重。滤液用EDTA标准溶液滴定。根据实验数据计算碳酸钙在不同温度时的Ksp。

2.2.2盐效应和介质pH值影响实验

pH值(用稀盐酸按2.2.1实验方法,恒定温度、

pH计测定),改变NaCl加和NaOH溶液滴定调节、

入量(改变介质pH值),根据实验数据计算碳酸钙

的Ksp以研究盐效应(介质pH值)的影响规律。33.13.1.1

结果与讨论

温度对碳酸钙溶解度的影响

温度对碳酸钙在纯水中溶解度的影响

恒温平衡的时间(8h)一定,介质pH(≈7.0)、

或/和硫酸盐垢构成

[2]

。影响结垢的因素很多,其

中一个重要的因素就是水的成分及类型。当卤水呈

碱性或含有高浓度的碳酸根和钙、镁离子时,只要环就有形成碳境条件发生变化影响沉淀-溶解平衡,

[3-4]

。迄今为止,酸盐垢的趋势尚未发现有关卤输送水管道中环境条件对碳酸盐垢影响规律研究的报

导。

文章针对碱性卤水易形成碳酸盐垢(以江汉油田盐化工总厂的卤水的结垢特征为例,其结垢形式研究了盐效应、为96%以上的碳酸钙)的生产实际,

温度和pH值等因素和条件变化对碳酸钙溶解度的影响,为盐业和盐化工业生产过程中卤水输送管道中碳酸钙型垢的预防和清除奠定理论参考依据和技术数据基础。此研究结果已经在江汉油田盐化工总厂的注水和采卤等输送管道的除垢、防垢生产中得到了成功应用。22.12.1.1

实验部分仪器与试剂

温度对碳酸钙在纯水中的溶解度(以碳酸钙的Ksp表征,下同)实验结果见图1。图1的碳酸钙在纯水中体系温度为25℃时的Ksp=1.1×10-8,41]Ksp=8.7×10-9相比与文献值[较,其误差约为26%。由于探讨影响碳酸钙结垢的

故文中一律采用了Ksp的实际规律是一种相对方法,

温测定值。图1中碳酸钙的Ksp随温度升高而减小,

-9

度为50℃时,碳酸钙的Ksp仅为8.3×10。结果说明,温度升高会促使CaCO3垢的生成。因此,在其

仪器

2CE-1型旋片式真空泵(上海仪表(集团)供销公司);电子天平(ESJ120-4,沈阳龙腾电子有限

它条件一定时,尽量保证在较低温度下输送清水可

有效预防碳酸钙垢的形成。

公司);恒温水浴(龙口市先科仪器公司);鼓风干燥箱(WA-5000,重庆鑫勤试验仪器有限公司);气流烘干器(英峪仪器厂);精密pH计(PHS-3C,上海精密科学仪器有限公司);磁力加热搅拌器(79-1,江苏金坛市金城国胜实验仪器厂)。2.1.2试剂

CaCO3,NaHCO3,NaOH,HCl,EDTA,无水CaCl,NH4Cl,NaCl,Na2CO3等均为分析纯;钙羧酸指示剂(国药集团化学试剂有限公司)。2.22.2.1

实验方法条件影响实验

图1

温度对CaCO3在纯水中的Ksp的影响

3.1.2

温度对碳酸钙在NaCl溶液中溶解度的影响碳酸钙溶解度随温度的变化规律结果见图2

准确称取一定量经105℃干燥后的碳酸钙平行试样数份于100.00mL容量瓶中。加入固定量NaCl、恒定pH值(实验以江汉油田盐化工总厂的卤水NaCl含量和pH值的平均结果为准,纯水中的影响实验不加NaCl),用去离子水定容并旋摇,使其充分溶解。将其分别置于不同恒温水浴中恒温(恒温期间不断取出旋摇、溶解)30min。取出容量瓶,迅速用恒温并恒重过的定量滤纸过滤。将滤纸及滤出

图2

温度对CaCO3的Ksp的影响

22盐业与化工

第40卷第4期2011年7月

图2显示在浓度为50g/L的NaCl介质中碳酸钙的溶解度(Ksp)变化规律是随温度的升高而持续增大,与图1规律恰好相反。25℃时碳酸钙的Ksp

-8

为5.5×10(比图1中同样温度下纯水中的1.3×10-8大4倍多);体系温度为60℃时,碳酸钙的Ksp-8

增大至8.8×10(比图1中同样温度下纯水中约

-9

为7×10大了近13倍)。上述实验结果说明,在

减小,当NaCl浓度达到120g/L时,碳酸钙的Ksp

-8

仅为2.5×10,比纯水中仍大2倍多。原因是随

+-

Ca-着Na和Cl的浓度增大,盐效应的作用增强,

CO3溶解度增大,NaCl浓度为50g/L时盐效应达到极大。当NaCl浓度大于50g/L后,由于高浓度

+-

…的Na和Cl相互之间的静电作用增强,多以“

Na+·Cl-·Na+·Cl-…”的多离子缔合的离子团

50g/LNaCl介质中,盐效应使得温度对碳酸钙溶解

度的影响极大。出现图2规律的原因,可能是由于低温(指室温)下各种分子间作用力(包括极性水分

水分子与阳离子的偶极-离子作用子之间的氢键、

力和阴阳离子之间的静电引力等)使体系以多离子

因而对难溶碳酸缔合的离子团或离子束形式存在,

表现出的效果是碳酸钙的溶盐的盐效应作用较弱,

解度相对较小(但仍比纯水中大好多倍,说明盐效应的作用显著)。随温度的升高,多离子相互缔合的离子团或离子束因体系的内能增大而增加了阴、

+-

阳离子热运动,使Na和Cl的自由运动产生的盐效应增强,导致了CaCO3溶解度的增大,而且体系

这种作用的现象越明显。此结果说明,的温度越高,

或束形式存在,使其对CaCO3溶解施加的静电引

力明显降低,盐效应减弱,从而使CaCO3的溶解受到限制而降低。尽管如此,其盐效应依然存在,NaCl浓度达到120g/L时的碳酸钙Ksp与纯水中的相比仍大2倍多就证明了上述推断。上述实验结

30℃时,NaCl浓度为50g/L的介质中碳果说明,

酸钙的溶解度最大。故管道输送的卤水中盐含量

接近此浓度,可以有效地预防碳酸盐垢的形成。3.3

介质pH值对碳酸钙溶解度的影响

3.3.1pH值对碳酸钙在纯水中溶解度的影响介质的pH值对碳酸钙的Ksp影响很大。图4是纯水中碳酸钙的Ksp~pH值曲线。

在注、采卤输送管道中,适当提高其卤水的温度,对预防碳酸钙结垢是绝对有利的。建议在碳酸盐结垢条件许可时采用40℃~60℃区域的输卤作业中,

的水体温度输送可有效抑垢。3.2

介质中NaCl浓度对碳酸钙溶解度的影响

不同NaCl浓度时碳酸钙的Ksp的实验结果见

图3

图4

纯水介质pH值对CaCO3Ksp的影响

图4显示介质的pH值从6.0至8.0变化时,碳酸钙在纯水中的Ksp随着pH值的增大而迅速减小,在pH≥8.0后,碳酸钙的Ksp已经基本不随pH值增大而变化。结果说明,不考虑盐效应影响时,为避免输送水体的碳酸钙结垢,其它条件一定时采取较低pH值的介质体系为宜。考虑到管道腐蚀和酸性氧

图3

NaCl浓度对CaCO3的Ksp的影响

从图3看出NaCl的浓度≤50g/L时,随着其浓度的增大,碳酸钙的Ksp逐渐增大;当NaCl浓度达到50g/L时,碳酸钙的Ksp达到极限值5.9×

-810-8,与纯水中同温度下碳酸钙的Ksp=1.1×10

化等因素,建议以pH≈7.0的中性水体输送。

3.3.2pH值对碳酸钙在NaCl介质中溶解度影响50g/L的NaCl介质中pH值对碳酸钙Ksp的影响结果见图5。

50g/L的NaCl介质pH值为6.0从图5看出,

-4

时,碳酸钙的Ksp=3.3×10,比图4纯水中的Ksp大了近12倍,说明由于盐效应的影响,碳酸钙的溶

(见图1)相比,增大了5倍多。NaCl浓度大于

50g/L后,继续增大其盐的浓度,碳酸钙的Ksp反而

于剑峰等:卤水管道中影响碳酸钙垢溶解度的因素及规律

解度大大增加。图5与图4比较还看出介质的pH值对50g/L的NaCl介质中碳酸钙的Ksp变化规律影响很大,在pH≥7.0之后(图4纯水中为8.0),碳酸钙的Ksp就已基本不随pH值的增大而变化。此规律表明盐效应影响的结果,卤水管道实施阻垢的输送水质pH值应控制在小于7.0的微酸性

23

升高逐渐增大,当卤水温度达到40℃时,碳酸钙的

-8

Ksp达到6.1×10(图2中40℃时Ksp=7.1×10-8,pH≈7.0)的极大值,当体系温度大于40℃以

碳酸钙的Ksp又随着温度的升高而减小。由此后,

得到对于江汉油田盐化工总厂的卤水阻止碳酸钙垢形成的适宜温度为40℃。

图5

pH值对CaCO3在50g/L的NaCl介质中Ksp的影响图6

温度对CaCO3的Ksp的影响

3.4介质pH值影响的实验结果与理论分析的比较文章提出的用盐酸调节卤水pH值至6.8左右、输卤温度在30℃~40℃之间的研究结果,已成功应用于江汉油田盐化工总厂的生产中。4结论

针对江汉油田盐化工总厂卤水输送管道中碳酸

pH钙类结垢的生产实际,系统研究了温度、含盐量、值等对碳酸钙垢的溶解度(Ksp)的影响因素及规律,

理论分析和实验规律结合,提出了此类卤水输送过程中的阻垢条件,为预防卤水输送管道的碳酸盐结垢提供了研究方法和基础数据资料,并成功解决了卤水输送管道中碳酸钙结垢的生产问题。

[参考文献]

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[7]VetterOJ.Calciumcarbornatescaleinoilfieldoperations[M].

SPE16908.

文章以江汉油田盐化工总厂提供的水质样品为

-9

例,用碳酸钙的沉淀-溶解平衡(Ksp=4.9×10)计算了保证无碳酸钙沉淀析出时的最高pH值为6.91。计算结果说明不考虑盐效应及其它影响因素时,当pH≤6.91时,即不会出现碳酸盐的结垢。考虑盐效应,按照CaCO3结垢预测的饱和指数法、稳,结合江汉油田盐化工总厂卤水样品分析结果和25℃时的Ksp(CaCO3)活度计定指数法计算公式

[7]

[5-6]

算方法

,采用离子强度近似修正方法校正后,获得的卤水输送恰好不结垢时的pH值约为6.81。上述理论计算结果与3.3的实验结果比较,得到的江汉油田盐化工总厂注水恰好不结垢时的最高pH值基本一致,说明实验结果和结论对卤水管道的除、防垢具有很高的指导意义和参考价值。

3.5实验结果的生产应用

针对江汉油田盐化工总厂输送卤水样品的pH值8~9、含盐量40g/L~80g/L,卤水管道结垢样品中碳酸钙含量95%左右的分析结果,文章有针对性的研究了输卤温度对实际卤水样品中碳酸钙溶解度(Ksp)的影响,结果见图6。

图6看出,卤水样品中的碳酸钙Ksp随着温度的

范文七:培养基配方中的碳酸钙在水中溶解度较低,因此该培养基静置 投稿:吕儊儋

四硫磺酸钠亮绿对照培养基基础分析证书(COA)

中文名称:四硫磺酸钠亮绿对照培养基基础

英文名称:BaseTetrathionateBrothReferenceMedium(BTTBRM)

批号:135020-201101

配方:参见2010版中国药典。

外观:本品为类白色均一粉末,加入水中混悬均匀灭菌后为白色浑浊液体,由于

培养基配方中的碳酸钙在水中溶解度较低,因此该培养基静置后底部有白色沉淀。临用前,加入碘试液以及亮绿试液,混匀溶液后为绿色。

装量:本品标示装量4.5g/袋/100mL,平均装量4.47g/袋,RSD=0.54%(n=10,

S=0.02g)。

酸度:中国药典并未规定该培养基灭菌后酸度,本品灭菌后pH8.2。生长能力:取2010版中国药典收载的乙型副伤寒沙门氏菌(Salmonellaparatyphi

B)[CMCC(B)50094],以50-100cfu接种至该批培养基中,30-35℃培养24小时后,测试菌株均生长良好。

抑制能力:取2010版中国药典收载的金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)

[CMCC(B)26003],以100-1000cfu接种至该批培养基,30-35℃培养48小时后,测试菌株均未见生长。

该批对照培养基满足2010年版《中国药典》培养基适用性实验的要求,可用于培养基适用性检查对比实验。

中国食品药品检定研究院

范文八:添加剂对碳酸钙溶解度和浆液pH值的影响研究 投稿:曹蒉蒊

2 0

… ~  

1   3  7 年 月蘧 星 一 麓  

C h i n a   C h e m i c a l   T r a d e  

中国化工贸易  

全盘 

添 加剂 对 碳 酸 钙溶 解 度和 浆液 p H值 的 影 响研 究 

牛向楠 周慧波 李振海 

0 5 0 0 2 1 )   ( 河北省 电力公 司 电力科学 研究 院 ,河北石 家庄 摘

要 :本 实验考察 了无机 盐添加 剂、有机 酸添加 剂和 复合添加 剂对碳酸钙溶解度和对浆液 p H值缓冲性能的影响。结果表明 :添加剂可 以促进 

碳 酸钙的溶解,不同添加 剂作 用程度 不同,其 中有机添加 剂的效果 最显著 ,复合添加剂效果略差 ,无机 添加剂效果较不理想。复合添加剂成分 问无 明显  的协 同 作 用 ,不同复合 比例 对 C a C O , 溶解度 的影响 不同。有机酸对浆液 p H值有一定缓冲作用。  

关键词 :湿法烟气脱硫 添加 剂 碳 酸钙 溶解度 

The   Ef f e e t   of   Add i t i ve s   on   S ol u bi l i t y   of   Ca l c i u m  Ca r bo n a t e   a n d   DH  Va l u e   of   t h e   Sl u r r y  

Abs t r a c t : The   e f f e c t   of   a dd i t i v e s   on   t h e   s o l ubi l i t y   o f   c a l c i um  c a r bo na t e   a n d   pH  va l ue   of   t he   s l u r r y   we r e   s t u di e d. The   r e s ul t s   s h owe d   t h a t   a d di t i v es   c o ul d   pr o m ot e   t he   di s s ol ut i on   o f   c a l c i u m  c a r bo na t e   a n d   d i f f e r e nt   a dd i t i v e s   h a d   d i f f e r e n t   e f f e c t .Th e   o r ga n i c   a d di t i v e   e f f e c t   wa s   t he   m os t   s i gn i f i c a nt ;t h e   c ompos i t e   a d di t i v e   e f f e c t   wa s   s l i gh t l y   wo r s e   a n d   t h e   i n or g a n i c   a d d i t i v e   e f f e c t   wa s   l e s s   t ha n   i de a 1. The r e   wa s   n o   ob vi ou s   s y ne r g

y  

b e t we e n   t h e   c o mp on e nt s , a nd   t he   i nf lue n c e   o f   di f f e r e n t   c ompo un d   r a t i o   on   Ca CO3   s ol ub i l i t y   we r e   d i f f e r e n t . The   o r ga n i c   a c i d s   c o ul d   s up pr e s s   t he  

d e c r e a s i n g   o f   P H  v a l u e   of   t he   s l u r r y   i n   s ome   d e g r e e.   Ke y   wo r ds : we t   lu f e   g a s   d e s ul f u r i z a t i on   a d d i t i v e   c a l c i um  c a r b on a t e   s ol ub i l i t y  

前 言 

我 国能 源消 耗 目前仍 以煤 为主 , 是世 界 上由煤 炭燃 烧产 生 的 S O   排  放最 多的 国家 之 一 。因此 控制 燃煤 S O   的排 放就 成为 我 国 目前大 气污  染 控制 领域最 紧迫 的任 务之 一f J 1 。烟 气脱 硫( F G D ) 是 目前 唯一 大规模 商  业化应 用的脱 硫方 法 ,是 S O   减排 及控制 酸雨 污染最 主要 的技 术手段 。   但F G D装置 投 资和 运行 费 用相 当高 ,导 致火 电厂经 济效 益 明显 下 降 ,   因而提 高 F G D装置 脱硫效 率及 其经济 性是 目前火 电厂脱硫 工 作面 临的  首 要 问题 。使 用添 加 剂提 高脱 硫 效 率具 有 不需 附 加装 置 ,操作 简 单 、   投 资小 、价 格低 廉 、对 F G D装 置操 作影 响小 等优 点, 是提 高 F G D装 置  脱硫 效率 简单 、有效 的方法 ,已成 为 F G D应 用研 究的热 点 。   用 于石 灰石 法的 脱硫 添 加剂 主要 分 为无机 添 加剂 和有 机 添加 剂 两  大 类 。无机 盐 添加 剂主 要包 括钠 盐 、铵 盐 、镁化 合 物等 ,有 机物 添 加  剂又 被 称为缓 冲 添加 剂 ,多为有 机酸 【 3 ] 。本实 验 选用 几种 无机 添 加剂 、   有机 添 加剂 及复 合 添加 剂开 展 实验研 究 ,探 讨各 添 加剂 对碳 酸钙 溶解  度 和碳 酸钙 浆 液 p H值 缓 冲性 能 的影 响 规律 ,为实 现 工业 规模 的应 用  提供 实验依 据与指 导 。  

加 剂均 提高 了 C a C O   溶 解度 ,其 中促溶 效果 最好 的为氯 化钠 。对 于氯  化 钠 、氯化 镁 、硝 酸钠 、氧化 镁和 氢氧 化镁 ,添加 量在 某 一值 时 C a —   C O 。 溶 解 度达 到最 大值 ,其 后再 添加 ,C

a C O   溶 解度 反而 下 降 。前 四 

者最 佳添 加量 为 O . O 0 5 mo l / L,氢 氧化镁 的 最佳 添加 量为对 于硫 酸镁 和  硫酸 钠 ,C a C O 。 溶解 度 随添 加剂 量的 增加 而 上升 ,达 到 0 . 0 1 mo l / L后  再增 大添 加剂 的 量 ,C a C O 。 溶 解度 增加 幅 度很 小 ,因此 两者最 佳 添加  量为0 . 0 1 mo l / L。  

二、实验 部分 

1 . 主要 实验仪 器  7 9 4型全 自动 电位 滴定 仪 ,I C S 一 2 5 0 0型 离 子色 谱仪 ,电子 天 平 ,   磁力 搅拌仪 ,烧杯 ,量 筒等 。   2 . 添加 剂选用  本 实验 选取 无 机盐 添加 剂 7 种 ,分 别为 :硫 酸 镁 、氧化 镁 、 氢氧  化 镁 、氯化 镁 、硫 酸 钠 、硝 酸钠 、氯化 钠 ;有 机 酸 添 加 剂 5种 ,为 :   酒 石酸 、苯 甲酸 、酸 A、酸 B 、酸 C 。   2 . 实验方 法  实 验选 取溶 解 度 和 对 p H值 的缓 冲 能 力 作 为 考 察 添 加 剂 性 能 的  指标 。   2 . 1 溶解 度 的测量  用 电子天 平 称取 1 g的 C a C O  ( C a C O 。 过量 ) ,准 确称 取需 要 的各  种 添 加 剂 ,加入 2 0 0 ml 去 离子 水 ,搅拌 均 匀后 静 置 2 O分钟 ,取 上 清 

图l 无机盐 添加 剂对 C a C O 。 溶解度 的影 响   2 . 无机 盐 添加剂对 C a C O 。 浆液 p H值 ~ 反应 时间 曲线的影 响  按2 . 2 . 2对 7 种 无机 盐添 加剂进 行 p H值缓 冲性 能实 验 ,考察 不 同  添 加剂对 C a C O 。 浆液 p H值 ~ 反应 时间 曲线的影 响 。结 果如 图 2所示 。  

液 过滤 后用离 子色 谱仪检 测其 C a   浓度。   2 . 2   p H值 ~反应 时间 曲线  用 电子天 平分 别准确 称取 0 . 0 0 1 mo l 的 添加剂 和 l g的 C a C O 。   ( C a C O 。 过 量) 加入 各 个 烧杯 中 ,加 入 4 0 0 ml 去 离 子水 。将 烧杯 置 于  磁 力 搅拌 器 上 ,均匀 搅 拌 并加 热 至 5 0 ℃ 。用 自动 电位 滴定 仪 测 试 其  p H值随 时 间的变化 。控制 反应温 度 5 0 ℃, 使用 l mo l / L的 H   S O   滴定 ,  

滴 定速率 为 2 mL / mi n 。  

三 、 结 果 及 讨 论  1 . 无 机盐 添加剂 对 C a C O 。 溶解 度的影 响 

按 2 . 2 . 1对 Mg S O 4 、Mg ( O H ) 2 、 Mg O、Mg C 1 2 、Na 2 S O 4 、Na N O a   和N a C . 共7 种 无 机盐 添 加 剂进 行 实 验 ,考 察 添 加剂 种 类及 添加 量 对 

C a C O   溶解 度的 影响

。结果如 图 1 所示:   由图 l 可 知 ,未加入 添加 剂 时 ,溶 液 中 c a + 浓度 为 3 mg / L , 加入 添  加 剂后 ,溶液 中 c a + 浓度 均有 了不 同程度 的提 高 ,说 明 6种 无机 盐 添  W WW   c h e mme d i a   c o m  o n中  能 工 信 慰 网 

图2 无 机盐 添加剂对 浆液 p H值 一反应时 间曲线 的影 响  由图 2 可知 ,p H值 随着 反应 时 间的进行 都呈 下降 趋势 ,各条 曲线  形状 相近 。大致 都 有 p H急 速下 降 阶段 、平 稳段 和快 速 下 降段 。在 初  始 阶 段 ,浆 液 p H值较 高 ,石 灰 石的 溶 出率 很低 ,浆 液和 硫 酸反 应速  度 快 , 而石 灰石 的溶 出速率跟 不上 ,导致 p H值 迅速 下降 。在稳 定段 ,   p H值 为 5 . 0 — 6 . 0 ,石 灰石 的溶 出速率 较快 ,可 以跟 上浆 液和 硫酸 反应  速 度 ,所 以 ,p H值 下 降缓慢 。随后 ,浆 液 中的石 灰石 已经消 耗完 了 ,  

C h i n a   C h e m i c a l   T r a d e   f 中 国 化工 贸 易f   2 7 7  

寡  撮 囊  

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. I 、   2 5 o  

9   8   6  

浆液 的 p H值 下降速 度又变快 。   由图还 可 以看 出 ,添加 剂对石 灰石 的缓 冲作 用并不 明显 ,不 同添  加 剂对溶液 p H值 一 反应 时间 曲线 的影响很 小。   3 . 有机 酸添加 剂对 C a C O 。 溶解度 的影响  按2 . 2 . 1 对 酒石酸 、苯 甲酸 、酸 A、酸 B 、酸 c这 5 种有 机酸进 行 

鼍   5  

。  

实验 , 考 察不 同添 加剂对 C a C O 。 溶解 度 的影 响。结果 如表 l 所示 。 由   表1 可 知 ,有 机酸 添加 剂的加入 均使 C a C O 。 溶解 度大 幅提升 ,在 相 同   的添 加 量 下 ,酸 A、酸 B、酸 C的效 果 尤其 明显 ,是 未 添 加 添加 剂 

C a CO3 溶解 度的 6 ~ 8倍 。  

肇m   §1 0 0  

s。  

表 l 有 机添加 剂对 C a C O 。 溶 解度 的影响 

添加剂  洒石酸  苯 甲酸  酸A   酸B   酸c   C a 2 . 浓度 ( ag r / L )  

37- 9   29 4  1 2 3. 0   1 21 . 4  1 6 4. 4 

0   O: 1   1: 3   l: 2   l   2: 1   3: i   1 : 0  

酸c 以b n 

图5 复合 比例对 C a C O 。 的溶解 度 的影响  由图 5可看 出 ,加入 复合 添加 剂后 C a C O   的溶解 度 增大 ,说 明复  合 添加剂 的加入有 利于 C a C O 。 的充分 溶解 。随着 有机 酸酸

C所 占比例  的增 大 ,对 C a C O   的促 溶 的效 果 越 加 明 显 ,添 加 剂 全 部 是 酸 C 时  C a C O   的溶解 度 最 大 ,全 部为 N a C 1 时C a C O   的溶 解 度 增 加 量最 小 ,   有 机 酸酸 C对 C a C O   溶 解 的促进 作 用要 远强 于 无机 盐 Na C 1 。复 合 添  加 剂对 C a C O 。 的促 溶效 果不如 单一 有机酸 ,说 明复 合添加 剂两 种成 分  间没有 明显 的协 同效 应 。综上可 知 ,有机酸 c具有 最佳 的促 进 C a C O 。  

溶 解 的作 用 。  

实验继 续选 取效 果最 好 的酸 A、酸 B 、酸 C这 3 种 有机 酸进 行 进  步 试验 ,考察其 添加量对 C a C O   溶解 度 的影响 。结 果如 图 3 所示 :  

进行 p H值缓 冲性 能实验 ,考 察酸 C和 Na C 1 比例 为 2 : 1时复合 添  加 剂对 C a C O   浆液 p H值 一 反 应 时 间曲 线 的影 响 。结 果如 图 6所示 。   由图 6 可 以看 出 ,复 合 添加剂 的 加入对 C a C O 。 浆液 p H值 起 到了 一定 

的缓 冲作用 ,较 长时 间内使浆 液 p H值稳 定在 5 . 5 — 6 之 间 。同时可 以看  出 ,复合 添加 剂和单 一酸 c的缓冲 作 用接近 ,略低于 单一 酸 c。说 明  复合 添加剂在 C a C O 。 浆液 p H值 的缓冲作 用方面 没有 明显 的协 同效 应 。   有机 酸 C具有最佳 的缓冲作 用 。  

图 3有机酸 添加量对 C a C O   溶解 度的影 响  由图 3可知 ,随 着添 加剂 添加 量 的增 加 ,C a C O 。 溶解 度均 呈上升 

趋 势 。相 同添 加量 的酸 A和 酸 B对 C a C O 。 溶 解 度的 影响 接 近 ,均不  及于 酸 C对 C a C O 。 溶解 度的促 进作用 。而在 实际应 用 中 ,除 了考虑对  C a C O   溶解 度的增 加程 度 , 还 应 该考 虑经 济性 ,综合 确定 添加 剂 的添  加 量。  

4 . 有机 酸添加 剂对 C a C O 。 浆液 p H值 ~ 反 应时间 曲线的影 响  按2 . 2 . 2 对5 种 有机 酸 添加 剂进 行 p H值 缓 冲性 能 实验 ,考 察 不  同添加 剂 对 C a C O   浆液 p H 值 ~反 应 时 间 曲 线 的影 响 。结 果 如 图 4  

所示。  

图 6复合 添加剂对 浆液 p H值 ~ 反 应时 间曲线 的影响 

四 、 结 论 

1 . 无 机 添加剂可 以促进 C a C O   的溶解 ,不 同无机 盐对 C a C O 。 的促  溶 效果 不 同 ,以 N a C 1 的效 果 最 好 。同 一 添 加 剂 在 不 同添 加 量 时 对 

C a C O 。 溶 解度 的影 响不 同 ,存在 某最 佳 添加量 。各种无 机 盐

对 C a C O 。   浆液 p H值无 明显缓冲作 用 。  

2 . 有 机 添 加 剂 可 以显 著 提 高 C a C O 。 的 溶 解 度 ,不 同 有 机 物 对 

C a C O   溶 解度 的影 响程度 不 同 ,在实 验考察 范 围 内有 机酸 C的效 果最  好 。工 业应 用 时可 以从 经济 性 角 度考 虑 ,选 择 适宜 的 添 加量 。酸 B、   酸 C和苯 甲酸提 高了石 灰石浆 液稳 定期 的 p H值 , 酸 A 的加入使 石 灰石  浆液 稳定期 的 p H值 略有下降 。   3 . 复 合添加 剂有 利于 C a C O 。 的充分 溶解 ,不 同复 合 比例对 C a C O 。   溶解 度 的影响 不 同 ;有机 成分 的促 进 作用 强于无 机 成分 ,两 者之 间没  有 明显 的协 同效 应 ;复合 添加 剂对 p H值 的缓 冲作 用 不及 相应 的 单一 

o   2   4   6   8   1 0   1 4   1 8   2 5   3 i   3 3  

时问 。   n  

图4 有机 酸添 加剂对浆 液 p H值 ~ 反应 时间 曲线 的影 响  由图 4 可知 ,和无机 盐添 加剂情 况类似 ,p H值 随着 反应 时间 的进 

有机 酸 。   4 . 比较 三类 添加 剂对 C a C O   的促 溶 效果 和对 浆 液 p H值 的缓 冲作  用 ,有机 添加剂效果 最好 ,复合 添加剂次之 ,无机 添加 剂效果较 差 。  

参 考文 献  …郝吉 明 ,王 书 肖,陆永 琪  燃煤 二氧 化硫污 染控 制技术 手册 【 M】 北京 :化 学工业 出版 社 

2 0 0l  

行 都呈 下 降趋 势 ,各条 曲线形 状 相近 ,大致 都有 p H急 速 下 降阶 段 、   平 稳段和 快速 下降 段 ,原理和 无机 盐 添加 剂类似 。可 以看 出 ,添加 剂  酸 B、酸 C和 苯 甲酸提 高了石 灰石浆 液稳 定期 的 p H值 , 酸 A 的加入 使  石灰 石浆 液稳定期 的 p H值 略有下 降。  

5 . 复合 添加剂  选 取前 面 实验 中对 C a C O 。 促 溶效 果最 好 的无 机盐 添 加剂 N a C 1 和 

【 2 】 王 晋 刚 ,胡金 榜 ,段振 亚  陈志强 复 合添加 剂在 两种 烟气 脱硫 工艺 中的 应用 … 热能 动 力 

工程  2 o 1 6   2 l 【 l   l 9 3 — 9 5  

l 3 l 昊 国华 ,朴 香兰 ,壬玉 军 ,朱慎 林 添 加剂 强化 石灰 / 石 灰 石烟 气脱 硫过 程 的应 用及 研 究  进展 …环境 科学 动态, 2 0 0 4 , 3 : 1 2 — 1 4   【 4 l 袁狮 ,庞 旭 ,薛勇 湿 法烟气 脱硫添 加剂 的试验 研究 [ J ] 江苏 环境科 技, 2 0 0 7 , 2 o ( 2 1 : 2 7 — 3 0   作者 简介 :牛向楠 ( 1 9 8 7 一 ) ,女 ,汉 族 ,河北邢 台人 ,从事 环境保

护专 业研究 。  

有机 酸 C ,将 两 者按 不 同摩尔 比例 混合 ,保持 复 合添 加剂 总物 质 的量  为O . 0 0 5 m o l / L不变 ,考察 复合 比 例对 C a C O 。 溶 解 度 的影 响 ,结果 见 

图5 。  

2 7 8   I 中国 化 工贸 易I   C h i n a   C h e m i c a l   T r a d e  

W WW   c h e mme d i a   c o n  r c n中 国化 工 锆 息 网  

范文九:添加剂对碳酸钙溶解度和浆液pH值的影响研究 投稿:邵葢董

添加剂对碳酸钙溶解度和浆液pH值的影响研究

摘 要:本实验考察了无机盐添加剂、有机酸添加剂和复合添加剂对碳酸钙溶解度和对浆液ph值缓冲性能的影响。结果表明:添加剂可以促进碳酸钙的溶解,不同添加剂作用程度不同,其中有机添加剂的效果最显著,复合添加剂效果略差,无机添加剂效果较不理想。复合添加剂成分间无明显的协同作用,不同复合比例对caco3溶解度的影响不同。有机酸对浆液ph值有一定缓冲作用。 关键词:湿法烟气脱硫 添加剂 碳酸钙 溶解度

一、前言

我国能源消耗目前仍以煤为主,是世界上由煤炭燃烧产生的so2排放最多的国家之一。因此控制燃煤so2的排放就成为我国目前大气污染控制领域最紧迫的任务之一[1]。烟气脱硫(fgd)是目前唯一大规模商业化应用的脱硫方法,是so2减排及控制酸雨污染最主要的技术手段。但fgd装置投资和运行费用相当高,导致火电厂经济效益明显下降,因而提高fgd装置脱硫效率及其经济性是目前火电厂脱硫工作面临的首要问题。使用添加剂提高脱硫效率具有不需附加装置,操作简单、投资小、价格低廉、对fgd装置操作影响小等优点,是提高fgd装置脱硫效率简单、有效的方法,已成为fgd应用研究的热点[2]。

用于石灰石法的脱硫添加剂主要分为无机添加剂和有机添加剂两大类。无机盐添加剂主要包括钠盐、铵盐、镁化合物等,有机物添加剂又被称为缓冲添加剂,多为有机酸[3]。本实验选用几种无机

添加剂、有机添加剂及复合添加剂开展实验研究,探讨各添加剂对碳酸钙溶解度和碳酸钙浆液ph值缓冲性能的影响规律,为实现工业规模的应用提供实验依据与指导。

二、实验部分

1.主要实验仪器

794型全自动电位滴定仪,ics-2500型离子色谱仪,电子天平,磁力搅拌仪,烧杯,量筒等。

2.添加剂选用

本实验选取无机盐添加剂7种,分别为:硫酸镁、氧化镁、氢氧化镁、氯化镁、硫酸钠、硝酸钠、氯化钠;有机酸添加剂5种,为:酒石酸、苯甲酸、酸a、酸b、酸c。

2.实验方法

实验选取溶解度和对ph值的缓冲能力作为考察添加剂性能的指标。

2.1 溶解度的测量

用电子天平称取1g的caco3(caco3过量),准确称取需要的各种添加剂,加入200ml去离子水,搅拌均匀后静置20分钟,取上清液过滤后用离子色谱仪检测其ca+浓度。

2.2 ph值~反应时间曲线

用电子天平分别准确称取0.001mol的添加剂和1g的caco3(caco3过量)加入各个烧杯中,加入400ml去离子水。将烧杯置于磁力搅拌器上,均匀搅拌并加热至50℃。用自动电位滴定仪测试其ph值

随时间的变化。控制反应温度50℃,使用1mol/l的h2so4滴定,滴定速率为2ml/min。

三、结果及讨论

1.无机盐添加剂对caco3溶解度的影响

按2.2.1对mgso4、mg(oh)2、mgo、mgcl2、na2so4、nano3和nacl共7种无机盐添加剂进行实验,考察添加剂种类及添加量对caco3溶解度的影响。结果如图1所示:

由图1可知,未加入添加剂时,溶液中ca+浓度为3mg/l,加入添加剂后,溶液中ca+浓度均有了不同程度的提高,说明6种无机盐添加剂均提高了caco3溶解度,其中促溶效果最好的为氯化钠。对于氯化钠、氯化镁、硝酸钠、氧化镁和氢氧化镁,添加量在某一值时caco3溶解度达到最大值,其后再添加,caco3溶解度反而下降。前四者最佳添加量为0.005mol/l,氢氧化镁的最佳添加量为对于硫酸镁和硫酸钠,caco3溶解度随添加剂量的增加而上升,达到0.01mol/l后再增大添加剂的量,caco3溶解度增加幅度很小,因此两者最佳添加量为0.01mol/l。

2.无机盐添加剂对caco3浆液ph值~反应时间曲线的影响

由图2可知,ph值随着反应时间的进行都呈下降趋势,各条曲线形状相近。大致都有ph急速下降阶段、平稳段和快速下降段。在初始阶段,浆液ph值较高,石灰石的溶出率很低,浆液和硫酸反应速度快,而石灰石的溶出速率跟不上,导致ph值迅速下降。在稳定段,ph值为5.0-6.0,石灰石的溶出速率较快,可以跟上浆液

和硫酸反应速度,所以,ph值下降缓慢。随后,浆液中的石灰石已经消耗完了,浆液的ph值下降速度又变快。

由图还可以看出,添加剂对石灰石的缓冲作用并不明显,不同添加剂对溶液ph值~反应时间曲线的影响很小。

3.有机酸添加剂对caco3溶解度的影响

按2.2.1对酒石酸、苯甲酸、酸a、酸b、酸c这5种有机酸进行实验,考察不同添加剂对caco3溶解度的影响。结果如表1所示。由表1可知,有机酸添加剂的加入均使caco3溶解度大幅提升,在相同的添加量下,酸a、酸b、酸c的效果尤其明显,是未添加添加剂caco3溶解度的6~8倍。

由图4可知,和无机盐添加剂情况类似,ph值随着反应时间的进行都呈下降趋势,各条曲线形状相近,大致都有ph急速下降阶段、平稳段和快速下降段,原理和无机盐添加剂类似。可以看出,添加剂酸b、酸c和苯甲酸提高了石灰石浆液稳定期的ph值,酸a的加入使石灰石浆液稳定期的ph值略有下降。

5.复合添加剂

选取前面实验中对caco3促溶效果最好的无机盐添加剂nacl和有机酸c,将两者按不同摩尔比例混合,保持复合添加剂总物质的量为0.005mol/l不变,考察复合比例对caco3溶解度的影响,结果见图5。

由图5可看出,加入复合添加剂后caco3的溶解度增大,说明复合添加剂的加入有利于caco3的充分溶解。随着有机酸酸c所占比

例的增大,对caco3的促溶的效果越加明显,添加剂全部是酸c时caco3的溶解度最大,全部为nacl时caco3的溶解度增加量最小,有机酸酸c对caco3溶解的促进作用要远强于无机盐nacl。复合添加剂对caco3的促溶效果不如单一有机酸,说明复合添加剂两种成分间没有明显的协同效应。综上可知,有机酸c具有最佳的促进caco3溶解的作用。

进行ph值缓冲性能实验,考察酸c和nacl比例为2:1时复合添加剂对caco3浆液ph值~反应时间曲线的影响。结果如图6所示。由图6可以看出,复合添加剂的加入对caco3浆液ph值起到了一定的缓冲作用,较长时间内使浆液ph值稳定在5.5~6之间。同时可以看出,复合添加剂和单一酸c的缓冲作用接近,略低于单一酸c。说明复合添加剂在caco3浆液ph值的缓冲作用方面没有明显的协同效应。有机酸c具有最佳的缓冲作用。

四、结论

1.无机添加剂可以促进caco3的溶解,不同无机盐对caco3的促溶效果不同,以nacl的效果最好。同一添加剂在不同添加量时对caco3溶解度的影响不同,存在某最佳添加量。各种无机盐对caco3浆液ph值无明显缓冲作用。

2.有机添加剂可以显著提高caco3的溶解度,不同有机物对caco3溶解度的影响程度不同,在实验考察范围内有机酸c的效果最好。工业应用时可以从经济性角度考虑,选择适宜的添加量。酸b、酸c和苯甲酸提高了石灰石浆液稳定期的ph值,酸a的加入使石灰石

浆液稳定期的ph值略有下降。

3.复合添加剂有利于caco3的充分溶解,不同复合比例对caco3溶解度的影响不同;有机成分的促进作用强于无机成分,两者之间没有明显的协同效应;复合添加剂对ph值的缓冲作用不及相应的单一有机酸。

4.比较三类添加剂对caco3的促溶效果和对浆液ph值的缓冲作用,有机添加剂效果最好,复合添加剂次之,无机添加剂效果较差。 参考文献

[1]郝吉明,王书肖,陆永琪.燃煤二氧化硫污染控制技术手册[m].北京:化学工业出版社,2001.

[2]王晋刚,胡金榜,段振亚,陈志强.复合添加剂在两种烟气脱硫工艺中的应用[j].热能动力工程,2016,21(1):93-95.

[3]吴国华,朴香兰,王玉军,朱慎林.添加剂强化石灰/石灰石烟气脱硫过程的应用及研究进展[j].环境科学动态,2004,3:12-14.

[4]袁翀,庞旭,薛勇.湿法烟气脱硫添加剂的试验研究[j].江苏环境科技,2007,20(2):27-30.

作者简介:牛向楠(1987-),女,汉族,河北邢台人,从事环境保护专业研究。

范文十:硫酸钙在盐酸和氯化钠水溶液中的溶解度 投稿:潘籚籛

第 第

卷第

山触匕

伪吐翻万

硫酸钙在盐酸和氯化钠水溶液 中的溶解度

摘要 主题 词

忠 赵 晓东

的盐 酸 和 浓 度

口一

西 南石 油学院化学 工程系

实验 测 定 了不 同温 度 下 硫 酸 钙在 浓 度 一

的 氛化 钠 水 溶 液

中的 溶 解 度 并讨 论 了溶 解 度 变化规 律

硫酸 钙

盐酸

,

氯化钠溶液 溶 解度

,

在石油天 然 气开 发 中 硫酸钙 沉积 是 一 个 带普遍 性 的 问题 它 直 接影 响石油 天 然 气 的 正 常

生产 和 采 收 率 四 川石油天 然 气 主 要 储存于 灰岩和 白 云 岩缝隙 中 提 高采收率 的主要 措 施 是 用

,

盐 酸处理 油 气井 但这 些 碳酸 岩中往 往夹 杂 着 石 膏层 在酸 化处 理过 程 中会 产 生 石 膏 的溶解 和 再 沉 淀 〔 〕 在 注 水 包 括 注入 淡水 海水 或盐 湖 水 采油 油 田 废 水 处理 以及 脱 盐工业 锅炉用 水

。 、 、

,

,

等油 田 作业 中 硫酸 钙的沉积会 严 重 地 影响 作业 的进行

,

油 田 作业不 少 是 在较 高温 度下进 行

,

但 较 高温 度下 硫 酸钙在浓 度 较 高 的酸液 盐水溶 液 中的 溶解度资料 甚 少

方 面 的工 作

为此 我们进 行 了这

,

实验部分

实 验 仪器与 药 品

滴定装 置 一 套 恒温 控温 仪一套 分析天 平 移液 管 搅拌器 容量瓶 等 硫酸钙 氯化钠 盐

酸 均 为 分 析纯 试 剂 钙指 示 剂 为 天 津 化学 试 剂 厂 产 品

, ,

,

,

,

,

,

实验方 法 阁 采用 容量法 测定 硫酸钙 在 盐酸 和 氯化钠 溶液 中的溶解度

将盐 酸 和 氯化钠 分别 配 制成 所

,

需 浓 度溶 液 其 浓 度 以

,

时 和

,

表示

,

将盛有不 同浓 度盐酸 和 氯 化钠溶 液 并 加 入 小时 其 间不 断摇

调整其

, ,

足量

,

的 容 量 瓶置 于 恒 温 水 浴 中 升 温 到 指定 温 度 后 保 温

动 使 固 体 硫 酸钙 与溶液达 到 平 衡 然后 在该 温 度下 静置

后上 部清 液

,

小时 用 移液管 准确 吸 取 澄 清

而于

一 一 一

而 三 角 瓶 中 加 蒸馏 水

一 一

,

而 用

,

,

轻基

经基

磺酸 基

蔡偶氮基

,

蔡 甲酸盐 即钙 指 示 剂 作 指 示 剂 用 标 准

溶液 滴 定 到 溶 液 由红色 刚好变 成 兰 色 即 为终 点 根 据 所取 溶液 的 体 积计 算 。‘

的溶

解度 以

浓 度 单位表 示 每个浓 度 作三 次测 定 由三 次 实验结 果 求 出算术平均 值 准确到 小

,

,

,

数点后 第 二 位 误 差范 围 为 士

结果与讨论

在 不 同 浓度 盐酸 中的 溶解度

收稿 日期

通 讯联 系 人

一 一

, 修改 口期 一 一 四 川省南 充 市油院路 号西南石 油学 院化工 系尹忠

、 、 。

各种酸对 。

,

的溶解性 能 都有影 响

,

等 考 虑 到 在石 油 工 业

二招 写

上 的应 用 这 里 只 实 测 了 在盐酸 中的溶解度 在浓 度从 和

‘ ℃下 。

,

的盐 酸 中 温 度

,

的溶解度 实 测 数据列 于 表

由表

数据绘 制 的溶解赓 盐酸 浓 度关 系 曲线

见图

在不 同浓度氯 化钠水溶液 中的溶解度

,

氯化钠是 一 种强 电解质 必 然要 影响 钠的浓 度 测 定 了

,

。 ‘

的溶 解度 在

,

范 围改变 氯 化 由表 数据绘 制 的

‘ ℃下 。

的溶解度 实测 结果 见 表

溶解度 氯 化钠 浓 度关 系曲线见 图

淆 邓 〕

厂 人 “ 护

} 〕 剖 忿 乙

八 卜

日 卜

一 一

曰‘

,

在盐 酸 中的溶解度随 盐 酸浓 度 的 变

‘。

图 表

卜 泊

化 表

丹 ‘ , 匕

, ‘ 一 八 占 乙 了 ,

在盐酸 中的溶解度

。 。 ‘

在氯 化钠水溶液 中的溶解度 随 氯 化 钠 浓度的变化 眨幻 在 水溶液 中的溶解度

浓度

盐 酸浓 度

溶解度 可

溶解度 以

。 。

卷第

忠等 硫 酸 钙在 盐 酸和 氮化 钠 水 溶 液 中 的溶解度

讨论

从表

,

和图

,

看 出 不论 是 在

,

,

℃还是 在

,

盐 酸 浓 度较 低 时 。

,

的溶 解度 较

低 随 着盐酸浓 度 的增加而不 断增加 在盐酸浓 度 右 出现 极 大值 此后 随 着盐 酸浓 度 的增加而下 降

℃时的溶解度 总 是大于

℃时的溶解

,

是 非对 称 电解质 它 的行为不完全符合电解质溶液理论 ’ 在低酸浓度下 士 当 酸浓度 增加 时 离子 强 度 增加 一 习 屑 活 度 系数 牲 降低 〔 断

,

,

,

相对增

作为一 种

。巧

乙 卜厂了

,

,

而 活度

一谁

故 〕 溶质

,

,

。 ‘

的质量摩 尔浓度

。 。 ‘

,

大 即溶 解度增 大 在高酸浓 度 下 氏

, ,

理 论 不 大适 用 在这 种情 况 下

价型 的电解质形成正 负离子对 发 生 离子 缔合现 象 正 负离子 间距 离短 短程 静 电相 互 作

用 加强 阁 使溶 解 度 降 低 温 度 升高时 活 度 系 数

下降 根 据 牲 与温 度 的关 系川

,

,

溶解 度增 大

,

从表

,

和图

看到

℃和

,

。 ‘

在 氯 化钠水溶 液 中的溶解度 曲线均有极 大值 约 在

,

而 处 随温 度 而 略有变 化 在极 大值 出现 前

℃和

℃时的溶解度大于

,

℃时的溶解

度 出现极 大值后

度 曲线 很 接近很 相 似

℃时的溶解度 又 小于

,

℃时的溶解 度 而

℃和

℃的 溶解

一 般地说 温度对

,

。 ‘

在 氯 化钠水溶液 中的溶解度 影响不很 大

, ,

是 对 称 的电解质

,

。 。。 在 ‘

水溶 液 中的溶 解度可根 据

。 。 ‘

理 论 作类似

的讨论 在低浓度下 浓度增 加时离子强 度增大 活 度 系数 降低 故

‘ 盐浓度下 。

, ,

,

的溶 解度 增 加 在高

。 活 度 系数的

形 成离子 对 短 程 静 电相互 作用增 强 使溶解度降低 温 度对

影 响较 小闭 所 以

水溶液 中的溶解度 随温度的变 化不很大

参 考 文 献

门醒 西 南石 油学 院学报

,

,

,

武汉 大学编 分析化学教 移 北 京 高等教育 出版 社

,

,

,

压拌

,

拟刃 讼 。 ,

,

,

黄子 卿 电解质溶液理 论导论 北 京 科学 出版社

】 五

上 〕

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,

刀,

,

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