Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Sidor ...
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
90
TEKNISK TIDSKRIFT
13 april 1935
De i jämviktsformlerna ingående aktiviteterna
skola i det följande ersättas med
jonkoncentrationerna, vilket lämpligen sker på så sätt, att
aktivitetskoefficienterna inläggas i jämviktskonstanterna. Så
lyder exempelvis formeln för kalciumkarbonatets
lös-iighetsprodukt, om aktivitetskoefficienterna
betecknas med y1 respektive y2: L — y1 • y2 (Ca) (C03), där
L = löslighetsprodukten
("aktivitetsprodukten").
(Ca) = kalciumjonkoncentrationen.
(C03) = karbonatjonkoncentrationen.
Denna formel kan tydligen skrivas (Ca) (C03) =
= ^ — A På motsvarande sätt skola samtliga
n-7i
i det följande använda konstanter tänkas
korrigerade. I samband med diskussionen av resultaten
finnes anledning att närmare gå in på innebörden av
detta betraktelsesätt.
För enkelhets skull skola beräkningarna först
utföras för det fall, att magnesium ej är närvarande.
Vi betrakta en lösning av ren kalciumklorid i rent
vatten, till vilken sättes en ekvivalent mängd soda.
Utgångslösningen tänkes tillräckligt koncentrerad
för att kalciumkarbonat skall utfalla. Det
uppkommande jämviktstillståndet karakteriseras tydligen
därav, att lösningen håller natrium och klor i
jonform och i ekvivalenta mängder, vidare
kalciumjoner, karbonatjoner och hydrolysprodukter av de
senare. Dessutom finnes som fast fas utfällt
kalciumkarbonat. Det inses utan vidare, att identiskt samma
jämviktstillstånd erhålles, om man utgår från koksalt
och kalciumkarbonat i ekvivalenta mängder. Härav
framgår, att uppgiften att bestämma
restkoncentra-tionen av kalcium vid den betraktade reaktionen och
uppgiften att bestämma kalciumkarbonatets löslighet
1 en kok saltlösning av känd koncentration i princip
äro identiska. Genom ett alldeles likartat
resonemang kan visas, att även vid närvaro av kolsyra
och bikarbonatjoner jämviktstillståndet efter tillsats
av de enligt avhärdningsformlerna uträknade
stöckiometriska mängderna kalk och soda kan tänkas ha
uppstått genom tillsats av kalciumkarbonat till en
lösning av neutralsalter. För en sådan lösning kunna
vi direkt uppskriva följande likheter, där
koncentrationerna betecknats med index o:
la. (Ca)0(CO3)0 rrr/Cj k1 = kalciumkarbo-
[-natlöslighetspro-dukt-]
{+natlöslighetspro-
dukt+}
2 a. (H)0(CO.i)0r=Ä,(HCO.!)0 k2 = kolsyrans andra
[-dissociationskon-stant.-]
{+dissociationskon-
stant.+}
3 a. (H)0(OH)0 = A„ kw — vattnets jonpro-
dukt.
4 a. (H)0 + 2(Ca)0 = 2(CO,)0 + (HCO,)0 + (OH)0
En femte ekvation erhålles ur hydrolysjämvikterna:
C0,"+H,0^ HC0/ +OH’
HC03’ + H ar» C02 + H2O
Då i den som utgångslösning tänkta
neutralsaltlösningen vätejonkoncentrationen kan anses vara lika
med hydroxyljonkoncentrationen. finner man lätt:
5 a. (HC03)o = (OH), - (H), - 2(00,),
Vidare gäller:
6 a. (H)0(HC03)0 = &3(CO2)0; ks = kolsyrans första
(skenbara) dis-
sociationskon-
stant.
Härigenom är ekvationssystemet fullt bestämt, då ju
konstanterna antagas kända.
Redan nu skola följande för beräkningarna
betydelselösa approximationer införas:
1) I de alkaliska lösningar, som här behandlas
(pH > 10), försummas lösningarnas halt av fri
kolsyra; att så kan ske, inses lätt, då man vet att
storleken av k3 är cvj 3 • 10—7.
2) Omedelbart inses, att i ekvationerna 4 a och 5 a
(H)0 kan försummas.
Vi skola nu övergå till behandling av det fall, att
m mol soda och n mol kalk tillsättas till en lösning,
för vilken ovanstående relationer gälla, och vilken
enligt de gjorda förutsättningarna kan tänkas ha
uppkommit vid avhärdning av en icke magnesiumhaltig
men i övrigt godtycklig utgångslösning efter
stöckio-metriska tillsatser. Som sluttillståndet måste vara
oberoende av i vilken ordning tillsatserna
verkställas, kunna vi tänka oss, att först m mol soda
tillsättas. De uppkommande koncentrationerna beteckna
vi med index 1 och finna på samma sätt som förut:
1 b. (Ca)1(C03)1 = kt
2 b. (HUCO^r^CHCO^
3 b. (H)1(OH)1 = kw
4 b. 2(Ca), + 2 m = 2(C03), + (HCO,), + (OH),
5 b. (OH), = (HCOJj
Vi tänka oss, att n mol kalk tillsättas denna
lösning och beteckna de härvid uppkommande
koncentrationerna med index 2. Vi finna som förut:
1 c. (Ca)2(C03)2 =/c,
2 c. (H)2(C03)2 = Ar2(HC03)2
3 c. (H)2(0H)„ = kw
4 c. 2(Ca), +2 m = 2(C03)2 + (HC03)2 + (OH),
Ytterligare en ekvation erfordras för att fullt
bestämma systemet. Om den efter kalktillsatsen
utfällda mängden kalciumkarbonat kallas a, erhålles:
a = (Ca), + n- (Ca)2= (CO,), +
(HC03)x-—(C03)3 — (HC03)2,
vilken ekvation kan förenklas till
5 c. n — (Ca)2 = m — (C03)3 — (HC03)2
Resthårdheten är i första hand av intresse, och vi
kunna tydligen av ovanstående ekvationer erhålla en
likhet av utseendet (Ca)2 — f(m, n). Det visar sig
emellertid, att ett mycket enkelt uttryck erhålles, om
man avstår från att lösa (Ca)2 i explicit form. Man
finner:
(Ca) = klK
k,
(w + (Ca)-A)2- »*]
(Ca)/
2 för kalciumjonkoncentrationen
ute-
där index
lämnats.
Motsvarande beräkningar för det fall, att
magnesium är närvarande, bliva mer komplicerade. Är
halten magnesium i råvattnet obetydlig, kommer
efter de stöckiometriska tillsatserna vattnet icke att
vara mättat med magnesiumhydrat. Detta senare
fall kommer att behandlas i anslutning till
diskussionen av resultaten; tills vidare förutsättes, att
halten magnesium i råvattnet är tillräcklig, för att hydra ■
tets löslighetsprodukt efter stöckiometriska tillsatser
skall överskridas. Utan att upprepa det förut förda
resonemanget konstatera vi, att den så erhållna
lösningen kan tänkas ha uppkommit på så sätt, att till
en lösning av neutralsalter kalciumkarbonat och
magnesiumhydrat tillsatts i överskott.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
