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化學分析中硫酸鈣的計算方法

發布時間:2022-05-29 04:05:04

❶ 求問,飽和硫酸鈣溶液的ph值怎麼計算非常感謝

在高中階段,氫氧化鈣被認為是強電解質,在水中是完全電離的,而硫酸也一樣,在水中完全電離,所以飽和硫酸鈣溶液中的H+和OH-的數目相同,常溫下pH值為7.
在大學以上階段,氫氧化鈣與硫酸的二級電離都不是完全電離的,存在一個平衡,這時候你要知道二者的二級電離平衡常數分別是多少,才能求出溶液中H+的數目,再對c(H+)作負對數處理,求得pH值。

❷ 怎麼計算硫酸鈣飽和溶液中鈣離子的濃度

c(Ca2+)=c(CaSO4)
就是說如果知道在一定溫度下硫酸鈣的溶解度,計算出硫酸鈣的物質的量濃度,也就知道了鈣離子的物質的量濃度了。

❸ 二水硫酸鈣換算成三氧化硫的准確方法。或者系數例如品位88%的二水硫酸鈣,換算成 三氧化硫是多少

分子量比
二水硫酸鈣/三氧化硫
172.17/80.06≈2.15
也就是說三氧化硫=二水硫酸鈣的質量/2.15
品位88%的=二水硫酸鈣的質量*0.88/2.15

❹ 硫酸鈣含量分析 化學分析

你加入了多少氫氧化鉀?
甲基紅的變色范圍:
1.其pH值在4.4~6.2區間時,呈橙色,
2.其pH值<=4.4時,呈紅色,
3.其pH值>=6.2時,呈黃色.
你加入氫氧化鉀後甲基紅變成黃色說明加入的鹼液太多,或者鹼液的濃度太大,使得pH改變過大.請調整氫氧化鉀的濃度和滴加速度.

❺ 怎麼計算硫酸鈣飽和溶液中鈣離子的濃度

鈣離子的摩爾濃度等於硫酸鈣的摩爾濃度。
計算鈣離子的質量分數:
假設硫酸鈣溶液的質量分數是20%,那麼溶液中鈣的質量分數是20×40/136=5.88(%)

❻ 硫酸鈣溶解度和溶度積

溶解後的硫酸鈣一部分以未電離硫酸鈣存在,一部分電離成硫酸根離子和鈣離子
所以硫酸鈣溶解度=鈣或硫酸根離子濃度+溶解態的硫酸鈣濃度
硫酸鈣溶解度2g/l,即0.015mol/L
離子對解離方程
CaSO4(aq)== Ca2+(aq) + SO42-(aq)
[Ca2+][SO42-]/[CaSO4]=5.2×10^-3
設鈣離子濃度為x mol/L(等於硫酸根離子濃度),離子對態的硫酸鈣濃度就是0.015-x mol/L,帶入上面平衡方程:
x*x/(0.015-x)=5.2×10^-3
解得:x=6.6×10^-3
溶度積=[Ca2+][SO42-]=x*x=4.36×10^-5

我網上查了一下,硫酸鈣溶度積相差比較大,有-7數量級也有-6數量級也有-5數量級的。我估計應該是-5數量級較合理一些,因為是微溶的。

另外,我根據熱力學數據,推算出溶度積是7.1×10^-5

給你一個參考網站,溶度積與計算結果較為接近

❼ CaSO4.2H2O的化學製法

這個的實驗室製法是比較復雜的,我簡答給你說說,如果純度要求不高的話可以自己做著玩玩
儀器:燒杯若干,蒸發皿,酒精燈,玻璃棒,三腳架,過濾紙,漏斗,
葯品:去離子水,無水硫酸鈣
方法:稱取硫酸鈣100.00g,可以不用分析天平,小心加入燒杯底部,用量筒量取50ml去離子水(為什麼是50呢,因為根據計算,100g硫酸鈣結晶需要26.47g水,如果近似把水的密度以1g/cm3計算的話,因為等等還要蒸發,所以需要50g水)。
用玻璃棒引流,將去離子水注入硫酸鈣燒杯中,小心攪拌,然後,架好三腳架,將潔凈的蒸發皿放上去,小心將糊狀的硫酸鈣溶液倒入,打開酒精燈加熱,並且不間斷的攪拌,防止爆沸,濺出來,損失產量。等到加熱到,出現晶膜的時候,停止加熱,將這些倒入已經裝了過濾紙的漏斗中,注意從三層濾紙的那地方小心倒入,這樣,潮濕的二水和硫酸鈣就製成了,最後放在乾燥溫度較低的地方風干,就好了

❽ 硫酸鈣的方程式

硫酸鈣的化學式:CaSO4。自然界主要有兩種含硫酸鈣的物質:一種是生石膏CaSO4.2H2O,一種是熟石膏2CaSO4.H2O

❾ 硫酸鈣折算三氧化硫有計算公式嗎

硫酸鈣分子量136,三氧化硫分子量80,根據硫元素質量相等,轉化關系為
(100*硫酸鈣含量*32/136)/(32/80)=三氧化硫質量,
然後進一步轉化為體積分數或質量分數

❿ 硫酸鈣溶度積的測定

實驗2-7 難溶強電解質溶度積常數Ksp的測定

一、 實驗目的

1、 了解極稀溶液濃度的測量方法

2、 了解測定難溶鹽Ksp的方法;

3、 鞏固活度、活度系數、濃度的概念及相關關系。

二、 實驗原理

在一定溫度下,一種難溶鹽電解質的飽和溶液在溶液中形成一種多項離子平衡,一般表示式為:

這個平衡常數Ksp稱為溶度積常數,或簡稱溶度積,嚴格地講Ksp應為相應個離子活度的乘積,因為溶液中個離子有牽制的作用,但考慮的難容電解質飽和溶液中離子強度很小,可警世的用濃度來代替活度。

就AgCl而言

從上式可知,若測出難溶電解質飽和溶液中個離子的濃度,就可以計算出溶度積Ksp。因此測量最終還是測量離子濃度的問題。若設計出一種測量濃度的方法,就找到了測量Ksp的方法。

具體測量濃度的方法,包括滴定法(如AgCl溶度積的測定),離子交換法(如CuSO4溶度積的測定),電導法(如AgCl溶度積的測定),離子電極法(如氯化鉛溶度積的測定),電極電勢法(Ksp與電極電勢的關系),即分光光度法(如碘酸銅溶度積的測定)等,以下分別加以介紹。

Ⅰ、硫酸鈣溶度積常數的測定(離子交換法)

一、 實驗目的

1、 練習使用離子交換樹脂的方法;

2、 了解離子交換測硫酸鈣溶解度、溶度積的的原理和方法。

3、 進一步練習酸鹼滴定、常壓過濾等基本操作。

二、 實驗原理

離子交換樹脂是一類人工合成的,在分子中含有特殊活性基團能與其他物質進行離子交換的固態、球狀的高分子聚合物,含有酸性基團而能與其他物質交換陽離子的為陽離子交換樹脂,含有鹼性基團而能與其他物質交換陰離子的為陰離子交換樹脂。最常用的聚苯乙烯磺酸型樹脂是一種強酸性陽離子交換樹脂,其結構式可表示為:

本實驗是用強酸性陽離子交換樹脂(用R-SO3H表示)(型號732)交換CaSO4飽和溶液中的Ca2+,其交換反應為:

2R- SO3H + Ca2+ → (R SO3)2 Ca + 2H+

由於CaSO4是微溶鹽,其溶解度部分除了Ca2+和SO42-以外,還有以離子對形式存在的CaSO4,因此飽和溶液中存在著離子對和簡單離子間的平衡:

CaSO4(aq)= Ca2+ + SO42-

當溶液流經交換樹脂時,由於Ca2+離子被交換平衡向右移動,CaSO4(ag)解離,結果全部被交換成H+,從流出液的[H+]可計算CaSO4的摩爾溶解度y:

[H+]可用pH儀測出,也可由標准NaOH溶液滴定得出,這里介紹滴定法。

設飽和CaSO4溶液中[Ca2+]=C,則[SO42-]=C,則[CaSO4(aq)]=y – c


Kd為離子對解離常數,25℃時Kd=5.2×10-3則



由方程求出C,並根據溶度積定義 ,由Ksp=[Ca2+][SO42-]=C2, 求出Ksp。

三、 實驗步驟

1. 裝柱 將離子交換柱(可用鹼式滴定管代用)洗凈,底部填以少量玻璃纖維或脫棉脂,稱取一定數量的732強酸型陽離子交換樹脂,放入小燒杯中,加蒸餾水浸泡,攪拌,除去懸浮的顆粒及雜質後,與水一起轉移到離子交換柱中,打開交換柱下端旋鈕夾子,讓水慢慢流出,直到液面高於樹脂1cm左右為止,夾緊螺旋夾,若有氣泡,讓玻棒插入樹脂中趕走氣泡,以後操作過程,均應使樹脂泡在溶液中。氣泡趕走後,在樹脂上方加少量玻璃纖維(或棉花)。

2. 轉型 為保證Ca2+完全交換成H+,必須將Na+型樹脂完全轉變成型H+,取40ml 2mol/L的HCl溶液分批加入交換柱,控制每分鍾80-85滴流速讓其通過離交樹脂,HCl溶液流完後,保持10分鍾後。[注意:如果用的是酸處理好的樹脂,可在裝柱後直接按下法處理],用50-70ml的蒸餾水淋洗樹脂,直到流出液的pH為6-7(用pH試紙檢驗)。

3. 硫酸鈣飽和溶液的制備 將1克分析純CaSO4固體置於約70mL經煮沸後、又冷卻至室溫的蒸餾水中,攪拌10分鍾後靜置5分鍾,用定量濾紙過濾(濾紙、漏斗和抽濾瓶均應乾燥),濾液即為CaSO4飽和溶液。

4. 交換 用移液管取20.00 mL飽和CaSO4溶液,注入離交柱內,控制交換柱流出液的速度為20-25滴/分鍾,用洗凈的錐形瓶承接流出液。在飽和溶液差不多完全流進樹脂床時,加蒸餾水洗滌樹脂(約50mL水分批淋洗)至流出液的pH為6-7。在整個交換和淋洗過程中注意勿使流出液損失。

5. 氫離子濃度的測定 酸鹼滴定法,流出液加2滴溴百里酚酞指示劑,用標准NaOH溶液滴定,當溶液由黃色轉變為鮮明的藍色即為滴定終點。精確紀錄所用的NaOH溶液體積,按下式計算溶液中的氫離子的濃度。

四、 數據記錄及結果

CaSO4 飽和液溫度

通過交換柱的飽和溶液體積(mL)

NNaOH (moL/L )

VNaOH (mL)

[H+] moL/L

CaSO4的溶解度y

CaSO4的溶度積 Ksp

計算時Kd近似取25℃的數據,將計算過程寫進實驗報告。

誤差分析,根據CaSO4的溶解度的文獻值來算誤差,並討論誤差產生的原因。

五、 思考題

1、 操作過程中為什麼控制液體流速不宜太快? 樹脂層為什麼不允許有氣泡的存在? 應如何避免?

2、 如何根據實驗結果計算CaSO4的溶度積?

3、 制備硫酸鈣飽和溶液時,為什麼要使用已除去CO2的蒸餾水?

4、 影響最終測定結果的因素有哪些?通過影響因素分析,你認為整個操作過程中的關鍵步驟是什麼?

5、 以下情況對實驗結果有何影響?

1) 轉型時,樹脂未完全轉換為H+型。

2) CaSO4飽和液未冷卻至室溫就過濾。

3) 過濾CaSO4飽和液的漏斗和接受瓶未乾燥。

4) 轉型時,流出的淋洗液未達中性就停止淋洗並進行交換。

附 CaSO4的溶度積的文獻值

T ℃
0
10
20
30
40

溶解度×102mol/L
1.29
1.43
1.50
1.54
/

g/100g
0.1759
0.1928
/
0.2090
0.2097

閱讀材料

離子交換技術

將化合物通過裝有離子交換樹脂的離子交換柱後,由於離子鍵地交換而得到相應產物的方法被稱為離子交換法。該法廣泛用於元素的分離、提取、純化、有機物的脫色精製、水的凈化以及用作反應的催化劑等方面,離子交換法所需要的物品包括相應的離子交換樹脂和離子交換柱等。

離子交換樹脂包括天然的和合成的兩大類別,其中比較重要的是人工合成的有機樹脂,它主要是利用苯乙烯和二乙烯苯交聯成高聚物作為樹脂的母體結構,然後再連接上相應的活性基團而合成的。人工合成的離子交換樹脂是一種不溶性的具有網狀結構的含有活性基團的高分子聚合物,在網狀結構的骨架上有許多可以電離的能和周圍溶液中的某些離子進行交換的活性基團,離子交換樹脂的網狀結構在水或者酸、鹼性溶液中極難溶解,且對於多數有機溶劑、氧化劑、還原劑及熱均不發生作用。

一. 離子交換樹脂的分類

因所帶基團和起的作用不同,離子交換樹脂又可以分為可與陽離子發生交換反應的陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂及具有特殊功能的離子交換樹脂等類別。

1.陽離子交換樹脂 陽離子交換樹脂是帶有酸性交換基團的樹脂,這些酸性基團包括磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)、酚羥基(-OH)等。在這些樹脂中,他們的陽離子可被溶液中的陽離子所交換,根據活性基的酸鹼性的強弱不同,將陽離子交換樹脂再細分為強酸性陽離子交換樹脂(活性基為-SO3H),如國產的732型樹脂(新牌號001-100#),中等酸性陽離子交換樹脂(活性基為-PO3H2)(國產新牌號401-500#)和弱酸性陽離子交換樹脂(活性基為-CO2H、-C6H4OH等)(如724型,新牌號101-200#)等,其中以強酸性樹脂用途最廣。

2.陰離子交換樹脂 含有鹼性活性基的樹脂,這類樹脂的陰離子可被溶液中的陰離子交換。根據活性基鹼性的強弱差別分為強鹼性陰離子交換樹脂(活性基為季胺鹼,如國產的711#、714#等)和弱鹼性陰離子交換樹脂(活性基為伯胺基、仲胺基和叔胺基,如701#樹脂等)

3.具有特殊功能樹脂 如螯合樹脂、兩性樹脂、氧化還原樹脂等(見表2-8)。

在使用中應根據實驗的具體要求,選擇不同的離子交換樹脂。

二. 離子交換的基本原理

離子交換過程是溶液中的離子通過擴散進入到樹脂顆粒內部,在與樹脂活性基上的H+(或Na+及其它離子)離子進行交換,被交換的H+離子又擴散到溶液並被排出。因此離子交換過程是可逆的,對於陽離子交換樹脂來說,離子價越大交換勢越大,即與樹脂結

表 2-8 離子交換樹脂的種類

類 型
活性基
類別


陽離子交換樹脂
強酸性
磺酸基團
H型(R-SO3H)Na型(R-SO3Na)
732型、IR-120型

磷酸基團
H型(R-PO3H2)Na型(R-PO3Na2)

弱酸性
羧酸基團
H型(R-CO2H)Na型(R-CO2Na)
724型、IRC-50型

苯酚基團
H型(R-C6H4OH)Na型(R-C6H4ONa)

陰離子交換樹脂
強鹼性
季胺基團
OH型(R-NR`3OH)

Cl型(R-NR`3Cl)
717型、IRA-400型

弱鹼性
伯胺基團
OH型(R-NH3OH)

Cl型(R-NH3Cl)
701型、IR-45型

仲胺基團
OH型(R-NR`H2OH)

Cl型(R-NR`H2Cl)

叔胺基團
OH型(R-NHR`2OH)

Cl型(R-NHR`2Cl)

特殊功能離交樹脂
螯合樹脂、兩性樹脂、氧化還原樹脂等

合的能力越強:

K+ < H+ < Na+ < K+ < Ag+ < Fe2+ < Co2+ < Ni2+ < Cu2+ < Mg2+ < Ca2+ < Ba2+ < Sc3+

同樣,對於因離子交換樹脂而言,其交換勢也隨著離子價的增大而加大,如對強鹼性陰離子樹脂而言:

Ac- <F- <OH- <HCOO- <H2PO4- <HCO3- <BrO3- <Cl- <NO3- <Br- <NO2- <I- <CrO42- <C2O42- <SO42-

一般離子的交換能力可用交換容量來表示,所謂的交換容量制的是1克干樹脂可以交換相應離子的毫克當量數。不同類型的樹脂交換容量不同,對於強酸性離子交換樹脂來說,一般交換容量≥4.5毫克當量/克干樹脂,因此可由此計算出某一實驗所需的最低樹脂量。

三. 影響樹脂交換的因素

影響樹脂交換的因素很多,主要包括以下幾個方面:

1. 樹脂本身的性質 不同廠家、不同型號的樹脂交換容量不同。

2. 樹脂的預處理或再生的好壞。

3. 樹脂的填充,離子交換柱中樹脂填充是是否有氣泡。

4. 柱徑比與流出速度 由於離子交換過程是一個緩慢的交換過程,並且這個交換過程是可逆的。因此流出速度對於交換結果影響很大,流出速度過大,來不及進行離子交換,離交效果較差。同時流出速度又與流動相溶液中離子的濃度和離子交換柱的柱徑比[離子交換柱的高度與直徑的比值(圖2-35)]等因素有關,如離子濃度小時,可適當增加流出速度。在實驗室中柱徑比一般要求在10:1以上,柱徑比較大時可適當增加流出速度。為了得到較好的結果,流出速度一般要控制在20-30滴/分為宜。

四. 新樹脂的預處理與老化樹脂的再生

1. 陽離子交換樹脂的預處理 ⑴ 漂洗 目的在於除去一些外源性雜質,將購買的新樹脂用自來水浸泡,並不時攪動。棄去浸洗液,不斷換水直到浸洗液無色為止。⑵ 鹼洗 因穩定性的要求,購買的新樹脂基本上都是鈉型的,利用鹼洗過程,可將某些非鈉型轉換為鈉型,便於下一步的處理。加等容量8%的NaOH溶液浸泡30分鍾,分離鹼液,用水洗至中性。⑶ 轉換 用7%的HCl溶液處理三次,每次均為等容量並浸泡30分鍾,分離酸液,並用水洗至中性備用(註:最後幾次應該用蒸餾水或去離子水洗滌)。

2. 陰離子交換樹脂的預處理 ⑴ 將新購陰離子交換樹脂加等量50%乙醇攪拌放置過夜,除去乙醇,用水洗至浸洗液無色無味。⑵ 用7%的HCl溶液處理三次每次,均為等容量並浸泡30分鍾,分離酸液,並用水洗至中性。⑶ 用8%的NaOH溶液處理三次,每次均為等容量並浸泡30分鍾,水洗至pH 8-9為止。

3. 離子交換樹脂的再生 離子交換樹脂用過一段時間後,會發生色變,並失去交換能力,這就是樹脂的老化,可通過處理使其再生。再生的方法因樹脂不同而異,但基本步驟與預處理相類似,首先是漂洗,然後利用離子交換過程的可逆性原理,用H+、Na+(或OH-、Cl-)交換樹脂上的離子即可。再生過程可以使用靜態法和動態法等方法。以陽離子交換樹脂的再生為例:⑴ 靜態法 將經過漂洗的樹脂加入適量(2-3倍體積或更多)的2mol/L的鹽酸放置24小時以上(放置過程中要經常地加以攪拌),棄去酸液,用水沖洗至中性。⑵ 動態法 先將離交柱的殘水放出,假如2-3倍容量的2mol/L(約為7%)的HCl溶液(或其它酸),打開離交柱下部的開關旋鈕,使液體緩慢流出,並隨時檢驗流出液的pH值,當流出液呈強酸性時,關閉旋鈕靜置一段時間,使交換充分(靜態再勝)後再放出酸液,並將其餘酸液不斷加入(動態再生),最後用水沖洗至中性即可。

注意事項 ⑴ 為避免洗滌過程中自來水中的離子與樹脂發生交換作用,最好先用自來水將樹脂中的大部分酸(或鹼)洗出[此時流出液pH約為2-3(11-12)]之後,在用蒸餾水(去離子水)洗滌至pH為6-7(或8-9)。⑵ 陰離子樹脂在40以上極易分解,應特別注意。⑶ 離交樹脂在使用過程中會逐漸裂解破碎,但是一般可以用3-4年甚至更長,不要輕易倒掉。⑷對已處理好(或再生好)的樹脂,應立即使用,不可防止太久,因

Ⅰ 陽離子交換柱

Ⅱ 陰離子交換柱

Ⅲ 混合離子交換柱

圖2-35 離交柱的柱徑比 圖2-36 離子交換裝置圖

為它的穩定性較差。一般陽離子離交樹脂Na+型比H+穩定,陰離子離交樹脂Cl-型比OH-型穩定。⑸ 樹脂再生時,應根據結合在樹脂上的離子選擇不同的酸(鹼),如結合的是Pb2+,就不能用HCl,而應該用HNO3因為Pb(NO3)2是易溶的.

五. 離子交換法的具體操作

1. 樹脂的轉型 即樹脂應先經預處理或再生,轉型後的樹脂放置在蒸餾水中。

2. 裝柱 ⑴ 樹脂的選擇 根據實驗目的和具體情況選擇不同性能的離子交換樹脂,

若被吸附的是無機陽離子或有機鹼時,宜選用陽離子交換樹脂,反之若被吸附的是無機陰離子或有機算是應選用陰離子交換樹脂,如果是分離氨基酸這樣的兩性物質時,則使用陽離子陰離子交換樹脂均可。確定了陽、陰離子交換樹脂後,需確定交換基的種類,如對於吸附性強的離子,可選用弱酸(鹼)性離交樹脂,而對於吸附性較弱者,宜選用強酸(鹼)性離交樹脂。在數種離子共存時,宜縣選用吸附性較弱的,以後再選用吸附性較強的交換樹脂。若將樹脂作催化劑時,應選用強酸(鹼)性離子交換樹脂。⑵ 樹脂裝柱 將已經活化好的書之裝入離子交換柱的過程叫裝柱。裝柱的關鍵就在於不能是樹脂出現斷層或氣泡,具體做法是:先將離子交換柱中加入部分去離子水,然後將樹脂帶水裝進柱內並打開下部活塞,使水緩緩流出。當樹脂加完後,用去離子水將樹脂沖洗至流出液的pH為中性。在裝柱過程中特別注意不能使樹脂層斷水,以免產生氣泡而引起樹脂斷層。若不慎有氣泡產生時,可利用玻棒攪動樹枝,並將氣泡帶出。

3. 離交 打開離子交換柱下端的開關旋鈕,將已經處理好的離子交換柱中的去離子水放出(注意:此時要再檢驗一次流出液的pH值,如不為中性則繼續用去離子水沖洗至中性)。直到去離子水剛剛掩蓋樹脂時,將待處理的樣品液加入到離子交換柱中(注意:加入時不要使樹脂翻動),打開樹脂柱下端開關旋鈕,控制流速在每分鍾20-30滴,當樣品液幾乎全部進入到樹脂中時,加入去離子水(注意:在離交過程中同樣不能讓樹脂層斷水,以免產生氣泡,影響離交效果)繼續離交,直到流出液的pH值約為6-7時為止。⑷

樹脂再生 方法見前所述。

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