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        體系熱力學(xué)平衡分析

        2020-06-10 04:59:32
        濕法冶金 2020年3期
        關(guān)鍵詞:溶度積谷氨酸鈉碳酸鎂

        任 晉

        (中國(guó)有色金屬建設(shè)股份有限公司,北京 100029)

        1 L-谷氨酸鈉浸出碳酸鈣、碳酸鎂的離子反應(yīng)平衡

        在L-谷氨酸鈉濃度0~3 mol/L、7

        1.1 碳酸鈣、碳酸鎂的溶解平衡

        (Ⅰ)

        (Ⅱ)

        CaCO3的溶度積

        (1)

        MgCO3的溶度積

        (2)

        298 K條件下,Ksp(CaCO3)、Ksp(MgCO3)[11]見表1。

        表1 CaCO3、MgCO3的溶度積

        1.2 Ca2+、Mg2+與Glu2-的配位反應(yīng)

        溶液中,Ca2+、Mg2+與Glu2-會(huì)發(fā)生配位反應(yīng),生成CaGlu和MgGlu,反應(yīng)可表示為:

        (Ⅲ)

        (Ⅳ)

        CaGlu、MgGlu配合物的累積生成反應(yīng)[12]平衡常數(shù)β1、β1′分別為:

        298 K條件下,CaGlu、MgGlu配合物的累積生成反應(yīng)平衡常數(shù)的常用對(duì)數(shù)見表2。

        表2 CaGlu、MgGlu配合物的累積生成反應(yīng)平衡常數(shù)的常用對(duì)數(shù)

        1.3 Ca2+、Mg2+與OH-的配位反應(yīng)

        溶液中,Ca2+、Mg2+與OH-會(huì)發(fā)生配位反應(yīng),生成Ca(OH)+、Ca(OH)2(aq)、Mg(OH)+、Mg(OH)2(aq),反應(yīng)可表示為:

        (Ⅴ)

        (Ⅵ)

        表的累積生成反應(yīng)平衡常數(shù)的常用對(duì)數(shù)

        1.4 Glu2-與H+的加質(zhì)子平衡

        溶液中,Glu2-與H+發(fā)生配位反應(yīng),生成HGlu-、H2Glu、H3Glu+,反應(yīng)可表示為

        (Ⅶ)

        Glu2-與H+的加質(zhì)子平衡常數(shù)為

        298 K條件下,Glu2-的加質(zhì)子平衡常數(shù)的常用對(duì)數(shù)[12]見表4。

        表4 Glu2-的加質(zhì)子平衡常數(shù)的常用對(duì)數(shù)

        (Ⅷ)

        表加質(zhì)子平衡常數(shù)的常用對(duì)數(shù)

        2 溶解反應(yīng)平衡方程

        (3)

        (4)

        (5)

        (6)

        (7)

        3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

        3.1 溶液中碳酸根各配合物濃度的變化

        圖隨c(Glu2-)T和溶液pH變化的平衡曲面

        3.2 Glu2-濃度和溶液pH對(duì)總鈣、總鎂濃度的影響

        溶液中,總鈣、總鎂濃度隨c(Glu2-)T和溶液pH變化的平衡曲面分別如圖2、3所示??梢钥闯?,當(dāng)7

        圖2 c(Ca2+)T隨c(Glu2-)T和pH的變化的平衡曲面

        圖3 c(Mg2+)T隨c(Glu2-)T和溶液pH的變化的平衡曲面

        3.3 溶液pH對(duì)鈣、鎂各配合物濃度的影響

        當(dāng)c(Glu2-)=0.5 mol/L時(shí),溶液中鈣、鎂各配合物濃度與溶液pH之間的關(guān)系如圖4、5所示。

        1—c(Ca(OH)2(aq));2—c(CaGlu);3—c(Ca(OH)+);4—c(Ca2+)。

        1—c(Mg(OH)+);2—c(Mg(OH)2(aq));3—c(MgGlu);4—c(Mg2+)。

        由圖4、5看出:在一定濃度L-谷氨酸鈉溶液中,c(Ca(OH)2(aq))、c(Ca(OH)+)、c(Mg(OH)2(aq))、c(Mg(OH)+)均隨pH增大而提高,c(CaGlu)、c(Ca2+)、c(MgGlu)、c(Mg2+)隨pH增大而降低;pH>12時(shí),溶液中鈣物種主要為Ca(OH)2(aq)、Mg(OH)+。

        4 結(jié)論

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