(А1(ОН)3 содержится в твердой фазе и концентрация его в растворе постоянна), откуда [Al3+]=k'[H+]3.
Для второго уравнения константа равновесия:
Или
откуда
седиментация примесь коагуляция гидролиз
где к® — ионное произведение воды (величина постоянная, зависящая только от температуры).
Таким образом, растворимость А1(ОН)3 в кислой среде, прямо пропорциональна концентрации водородных ионов в третьей степени [Н+]3, а в щелочной — обратно пропорциональна [Н+].
Осаждение А1(ОН)3 начинается при рН=3 и становится полным при рН=7. Дальнейшее повышение рН ведет к растворению осадка (пептизации), заметному при рН=9. Рентгенографически установлено, что в гидрокарбонатно-хлоридных и гидрокарбонатно-сульфатных средах частички формируются с образованием гидроаргиллита —А1(ОН)3, способного существовать в этих условиях длительное время.
При коагулировании в кислых и нейтральных средах, содержащих небольшое количество гидрокарбонатов, для нейтрализации ионов Н+, накапливающихся в воде при гидролизе A12(S04)3, можно применять смесь A12(S04)3 и NaA102. В этом случае накапливающиеся ионы Н+ будут нейтрализоваться ионами ОН-, образующимися при гидролизе NaAl02:
Если в смеси выдержано необходимое соотношение между A12(S04)3 и NaA102, то при гидролизе значение воды практически не изменяется и гидролиз обоих реагентов протекает достаточно полно.
Гидролиз FeCI3 протекает в три стадии:
Гидролиз железного купороса в воде выражается уравнением
Поскольку растворимость Fe(OH)2 велика и он значительно диссоциирован, равновесие гидролиза сильно смещено влево. Образующийся Fe(OH)2 под действием кислорода, растворенного в воде, окисляется в Fe(OH)3:
Хлопья FeCb наиболее интенсивно образуются при рН=5 . . 7, причем оптимум находится между значениями рН 6,1 и 6,5. Изоэлектрическая точка Fe(OH)3 соответствует значению рН несколько большему, чем 6,5. Хлопьеобразование Fe(OH)3, в отличие от Аl(ОН)3, протекает в значительно более широком диапазоне значений рН. Рентгенографически установлено, что при гидролизе солей железа (III) в гидрокарбонатно-хлоридных и гидрокарбонатно-сульфатных средах образуется одна и та же модификация гидроксида железа(III) — гетитa-FeO(OH). Характерно, что a-гидроксид железа(III) образуется и в случае гидролиза солей железа(II), например, железного купороса, окисляемого хлором или растворенным в воде кислородом при подщелачивании известью.
Для нормальной коагуляции большую роль играют размеры и структура частичек гидроксидов, причем размеры частичек, выделяющихся при гидролизе коагулянтов, зависят главным образом от степени пересыщения раствора. В процессе водоочистки гидролиз солей-коагулянтов протекает в разбавленных растворах, что создает условия слабого пресыщения и благоприятствует образованию крупных частичек при обеспечении необходимого периода времени на их формирование. Структура выделяющихся из раствора частичек зависит от скорости двух протекающих одновременно процессов: беспорядочного слипания частичек при столкновениях (агрегации) и роста кристаллов (ориентации). При незначительном пересыщении главную роль играет скорость ориентации, которая у гидроксидов понижается с увеличением числа гидроксильных ионов, связанных с атомом металла. Поэтому частички гидроксидов двухвалентных металлов имеют кристаллическую форму, а гидроксиды трехвалентных металлов (алюминия и железа) выделяются главным образом в аморфном состоянии.
Нильсборий
Экспериментально установлено ранее неизвестное
явление образования химического элемента с
порядковым номером 105. Изотоп
этого элемента с периодом полураспада Т1/2
~ 2 с получен при облу ...
Термогравиметрия
Метод термического
анализа, основанный на непрерывной регистрации изменения массы (взвешивании)
образца в зависимости от его температуры в условиях программированного
изменения температуры среды. П ...
Гетерогенный катализ
Гомогенно-каталитизируемое
превращение протекает в одной фазе, где смешаны и реагенты, и катализатор, и
продукты. В гетерогенно-катализируемом превращении катализа-тор образует
отдельную фа ...