戴美珍+陳曦
多元弱堿的陽離子水解過程較為復雜,一般寫成一步水解,而實際上多元弱堿的陽離子也是分步水解的。不同的多元弱堿金屬陽離子的水解產(chǎn)物類型大致有以下幾種。
1. 堿式鹽
這是大多數(shù)無機鹽水解后最常見的情況。如:
SnCl2+H2OSn(OH)Cl↓+3HCl
MgCl2·6H2O△
Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O
2.氫氧化物
一些金屬鹽如氯化鋁、氯化鐵在加熱條件下可促進水解完成,得到的最終產(chǎn)物是氫氧化物。如:
AlCl3+3H2O△Al(OH)3+3HCl
3.含氧酸或含水氧化物
如:SnCl4+3H2O△H2SnO3+4HCl
水解后所產(chǎn)生的含氧酸,有些可認為是相應氧化物的水合物,H2SnO3可認為是SnO2·H2O。
金屬陽離子在溶液中都是以水合陽離子形式存在,上述陽離子水解產(chǎn)物類型上的差別及順序,主要是因為金屬陽離子對配位水分子[M(OH2)x]n+極化作用增強而引起的。低價金屬離子水解產(chǎn)物一般為堿式鹽,高價金屬離子水解產(chǎn)物一般為氫氧化物或含水氧化物,離子極化作用越強則該離子(高電荷和較小的離子半徑)在水中就易水解。除結構因素影響水解反應外,溫度對水解反應的影響較大,是主要的外因,溫度升高時水解加劇。當水解反應伴隨其他反應而使產(chǎn)物復雜化,如配合、聚合反應等。
4.配合與聚合
一些水解產(chǎn)物還可以同未水解的無機物發(fā)生配合作用,如在水中:
SnCl4+3H2O△SnO2·H2O +4HCl
2SnCl4+4HCl2H2SnCl6(配合作用)
兩式相加得
3SnCl4+3H2O△SnO2·H2O+2H2SnCl6
多價金屬陽離子水解時常發(fā)生聚合反應,如氯化鐵在水中部分水解先生成堿式鹽,接著這些堿式鹽聚合為多核陽離子。
[Fe(H2O)6]3++H2O
[Fe(OH)(H2O)5]2++H3O+
所得離子水解聚合形成[Fe2(H2O)8(OH)2]4+,其結構如下:
FeH2OH2OOH2OH2HOHOFeOH2OH2OH2OH2
羥基在多堿中起橋梁的作用,這種連接方式稱為羥橋。
當Fe3+的水解作用再進一步進行時,將通過羥橋出現(xiàn)更高的聚合度,以至逐漸形成膠體溶液,并最后析出水合氧化鐵沉淀(即氫氧化鐵沉淀)。這類沉淀從溶液中析出時均呈絮狀,十分疏松。這就是因為沉淀中包含著大量的水分,其來源首先就是水合離子內(nèi)部所含有的那些水分。Cr3+、Al3+也有類似Fe3+的性質(zhì)。
與此類似,我們常說的高效無機水處理劑堿式氯化鋁簡稱PAC,是介于AlCl3和Al(OH)3之間的一系列中間水解產(chǎn)物聚合而成的一種水溶性無機高分子聚合物,其組成化學式為[Al2(OH)nCl6-n·XH2O]m(式中,1≤n≤5,m≤10),其中m代表聚合程度,n表示PAC產(chǎn)品的中性程度。分子組成也是通過羥基架橋而聚合,形成多羥基多核配合物,它比一般的絮凝劑明礬、氯化鐵等具更強的吸附能力;另一方面它在水溶液中形成許多高價配陽離子如[Al2(OH)2·(H2O)8]4+和[Al3(OH)4(H2O)10]5+……能顯著降低水中泥土膠粒的負電荷,所以它有更高的混聚效率和沉淀作用。(收稿日期:2014-03-10)
多元弱堿的陽離子水解過程較為復雜,一般寫成一步水解,而實際上多元弱堿的陽離子也是分步水解的。不同的多元弱堿金屬陽離子的水解產(chǎn)物類型大致有以下幾種。
1. 堿式鹽
這是大多數(shù)無機鹽水解后最常見的情況。如:
SnCl2+H2OSn(OH)Cl↓+3HCl
MgCl2·6H2O△
Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O
2.氫氧化物
一些金屬鹽如氯化鋁、氯化鐵在加熱條件下可促進水解完成,得到的最終產(chǎn)物是氫氧化物。如:
AlCl3+3H2O△Al(OH)3+3HCl
3.含氧酸或含水氧化物
如:SnCl4+3H2O△H2SnO3+4HCl
水解后所產(chǎn)生的含氧酸,有些可認為是相應氧化物的水合物,H2SnO3可認為是SnO2·H2O。
金屬陽離子在溶液中都是以水合陽離子形式存在,上述陽離子水解產(chǎn)物類型上的差別及順序,主要是因為金屬陽離子對配位水分子[M(OH2)x]n+極化作用增強而引起的。低價金屬離子水解產(chǎn)物一般為堿式鹽,高價金屬離子水解產(chǎn)物一般為氫氧化物或含水氧化物,離子極化作用越強則該離子(高電荷和較小的離子半徑)在水中就易水解。除結構因素影響水解反應外,溫度對水解反應的影響較大,是主要的外因,溫度升高時水解加劇。當水解反應伴隨其他反應而使產(chǎn)物復雜化,如配合、聚合反應等。
4.配合與聚合
一些水解產(chǎn)物還可以同未水解的無機物發(fā)生配合作用,如在水中:
SnCl4+3H2O△SnO2·H2O +4HCl
2SnCl4+4HCl2H2SnCl6(配合作用)
兩式相加得
3SnCl4+3H2O△SnO2·H2O+2H2SnCl6
多價金屬陽離子水解時常發(fā)生聚合反應,如氯化鐵在水中部分水解先生成堿式鹽,接著這些堿式鹽聚合為多核陽離子。
[Fe(H2O)6]3++H2O
[Fe(OH)(H2O)5]2++H3O+
所得離子水解聚合形成[Fe2(H2O)8(OH)2]4+,其結構如下:
FeH2OH2OOH2OH2HOHOFeOH2OH2OH2OH2
羥基在多堿中起橋梁的作用,這種連接方式稱為羥橋。
當Fe3+的水解作用再進一步進行時,將通過羥橋出現(xiàn)更高的聚合度,以至逐漸形成膠體溶液,并最后析出水合氧化鐵沉淀(即氫氧化鐵沉淀)。這類沉淀從溶液中析出時均呈絮狀,十分疏松。這就是因為沉淀中包含著大量的水分,其來源首先就是水合離子內(nèi)部所含有的那些水分。Cr3+、Al3+也有類似Fe3+的性質(zhì)。
與此類似,我們常說的高效無機水處理劑堿式氯化鋁簡稱PAC,是介于AlCl3和Al(OH)3之間的一系列中間水解產(chǎn)物聚合而成的一種水溶性無機高分子聚合物,其組成化學式為[Al2(OH)nCl6-n·XH2O]m(式中,1≤n≤5,m≤10),其中m代表聚合程度,n表示PAC產(chǎn)品的中性程度。分子組成也是通過羥基架橋而聚合,形成多羥基多核配合物,它比一般的絮凝劑明礬、氯化鐵等具更強的吸附能力;另一方面它在水溶液中形成許多高價配陽離子如[Al2(OH)2·(H2O)8]4+和[Al3(OH)4(H2O)10]5+……能顯著降低水中泥土膠粒的負電荷,所以它有更高的混聚效率和沉淀作用。(收稿日期:2014-03-10)
多元弱堿的陽離子水解過程較為復雜,一般寫成一步水解,而實際上多元弱堿的陽離子也是分步水解的。不同的多元弱堿金屬陽離子的水解產(chǎn)物類型大致有以下幾種。
1. 堿式鹽
這是大多數(shù)無機鹽水解后最常見的情況。如:
SnCl2+H2OSn(OH)Cl↓+3HCl
MgCl2·6H2O△
Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O
2.氫氧化物
一些金屬鹽如氯化鋁、氯化鐵在加熱條件下可促進水解完成,得到的最終產(chǎn)物是氫氧化物。如:
AlCl3+3H2O△Al(OH)3+3HCl
3.含氧酸或含水氧化物
如:SnCl4+3H2O△H2SnO3+4HCl
水解后所產(chǎn)生的含氧酸,有些可認為是相應氧化物的水合物,H2SnO3可認為是SnO2·H2O。
金屬陽離子在溶液中都是以水合陽離子形式存在,上述陽離子水解產(chǎn)物類型上的差別及順序,主要是因為金屬陽離子對配位水分子[M(OH2)x]n+極化作用增強而引起的。低價金屬離子水解產(chǎn)物一般為堿式鹽,高價金屬離子水解產(chǎn)物一般為氫氧化物或含水氧化物,離子極化作用越強則該離子(高電荷和較小的離子半徑)在水中就易水解。除結構因素影響水解反應外,溫度對水解反應的影響較大,是主要的外因,溫度升高時水解加劇。當水解反應伴隨其他反應而使產(chǎn)物復雜化,如配合、聚合反應等。
4.配合與聚合
一些水解產(chǎn)物還可以同未水解的無機物發(fā)生配合作用,如在水中:
SnCl4+3H2O△SnO2·H2O +4HCl
2SnCl4+4HCl2H2SnCl6(配合作用)
兩式相加得
3SnCl4+3H2O△SnO2·H2O+2H2SnCl6
多價金屬陽離子水解時常發(fā)生聚合反應,如氯化鐵在水中部分水解先生成堿式鹽,接著這些堿式鹽聚合為多核陽離子。
[Fe(H2O)6]3++H2O
[Fe(OH)(H2O)5]2++H3O+
所得離子水解聚合形成[Fe2(H2O)8(OH)2]4+,其結構如下:
FeH2OH2OOH2OH2HOHOFeOH2OH2OH2OH2
羥基在多堿中起橋梁的作用,這種連接方式稱為羥橋。
當Fe3+的水解作用再進一步進行時,將通過羥橋出現(xiàn)更高的聚合度,以至逐漸形成膠體溶液,并最后析出水合氧化鐵沉淀(即氫氧化鐵沉淀)。這類沉淀從溶液中析出時均呈絮狀,十分疏松。這就是因為沉淀中包含著大量的水分,其來源首先就是水合離子內(nèi)部所含有的那些水分。Cr3+、Al3+也有類似Fe3+的性質(zhì)。
與此類似,我們常說的高效無機水處理劑堿式氯化鋁簡稱PAC,是介于AlCl3和Al(OH)3之間的一系列中間水解產(chǎn)物聚合而成的一種水溶性無機高分子聚合物,其組成化學式為[Al2(OH)nCl6-n·XH2O]m(式中,1≤n≤5,m≤10),其中m代表聚合程度,n表示PAC產(chǎn)品的中性程度。分子組成也是通過羥基架橋而聚合,形成多羥基多核配合物,它比一般的絮凝劑明礬、氯化鐵等具更強的吸附能力;另一方面它在水溶液中形成許多高價配陽離子如[Al2(OH)2·(H2O)8]4+和[Al3(OH)4(H2O)10]5+……能顯著降低水中泥土膠粒的負電荷,所以它有更高的混聚效率和沉淀作用。(收稿日期:2014-03-10)