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1、2 5 6 2 0 0 6 年第二届七省区市机械工程学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集 碳酸盐的存在形态与碱度，P H 值的关系 卢雪华袁萍 ( 自治区特种设备检验研究院) 关键词：碳酸盐、电离平衡、弱缓冲作用、碱度、P H 值 一、概述 关于锅炉中碱度、P H 值的关系一直争论较多，本人结合多年的经验，根据化 学平衡理论，阐述了它们之间的关系，供相关人员参考。 二、根据碳酸盐的电离平衡，碳酸盐化合物主要有以下四种形态 1 ) 分子态物质：C 0 2 、H 2 C O 。 2 ) 碳酸氢：H C 0 3 3 ) 碳酸根：C 0 3 2 一 在水溶液中。它们相互影响，相互共存，存在如下平衡
2、：( 2 5 ) C 0 2 + H 2 0 = = = H 2 C 0 3 H 2 C 0 3 = = = H + + H C 0 3 2 一( K l 一4 3 1 0 一7 ) H C 0 3 一= = = H + + C 0 3 2 一( K 1 = 5 6 1 0 一1 1 ) 设：碳酸盐化合物的总浓度为C ( m o l L ) C = c 0 2 + H 。C O 。 + H C 0 3 - + C O 。2 一 根据化学平衡理论计算： 可得： H C 0 3 - = H + - l i L 一( 1 ) - , 4 - K 2 。K ，一 H 十 c02一二一(2)I-LK I
3、 - LK I K 2 H + H + j C 0 3 2 士再C K 1 K 2 K ， 1 为便于分析、作图：( 以上三个函数式的图像) 根据以上理论，能够分析出碳酸化合物与碱度 和P H 值的关系，概括如下： 1 、水中有碳酸盐存在时，碳酸化合物的平衡和 平衡移动，决定了溶液的P H 值，反之，当溶液P H X 新疆机械工程学会论文 2 5 7 值一定时，也决定了碳酸盐化合物的存在形态( 明确地说是三者的质量分数) 。所以 碳酸盐具有弱缓冲作用。 2 、三者的质量分数( 存在形态) 与碱度，P H 的关系。可以分为以下四种情况分 析：( 以2 5 为例) 。 1 ) 当P H 3 9 c
4、 以分子态为主，碱度为零。( 酸性水) 2 ) 当P H ：3 9 “ - 8 3 c 为分子态与 H C 0 3 - 共存( 天然水) P H 值决定于J H 兰C 兰O s L - 比值 碱度决定于 H C 0 3 - 大小 3 ) 当P H ：8 3 1 2 c 为 H C O s - 和 C 0 3 2 - 共存( 热水锅水) P H 值决定于鼎的比值 碱度决定于 H C O 。一 + C O 。2 一 4 ) 当P H 1 2 C 为 C 0 。2 _ P H 值决定于 O H 一口的量 碱度决定于 C 0 3 2 - + O H 一 3 、温度，压力对该平衡的影响。 C 0 2 +
5、 H 2 0 H 2 C 0 3 = H + 十H C 0 3 一= 2 H + + C 0 2 1 ) 压力升高，平衡向生成C 0 3 2 - 方向移动。 2 ) 温度升高。C O z 溶解度下降，平衡向生成C O 。方向移动。 3 ) 根据影响化学平衡的因素，压力对平衡关系没有影响，温度能够改变 K 。、K ：值，使平衡位置与对应的P H 值发生偏移。 4 ) 在较高的温度下，C 0 3 2 - 存在分解的可能性。 4 、历年来有关错误的认识。 1 ) 碱度合格，P H 值一定合格。 在碱度与P H 值的关系( 2 ) 、( 3 ) 、( 4 ) 中，都不存在相关性，许多教材中都有这 个结
6、论，主要错误在： A 、 H + O H 一 = I O - 1 4 ，该关系只在2 5 时成立，当温度变化时，K W 是变 化的，所以P H + P O H = 1 4 不是都成立的， B 、在P H ：1 0 - - - 1 2 时碳酸盐的水解率。取决于压力。 碳酸盐的水解平衡与压力并无多大关系，应该说增大压力不利于水解，水解率 应该降低，主要应该是与温度的关系。 事实上，碳酸钠是强碱弱酸盐，为P H I O 时，其基本不水解，这和在F e C l 。溶 液中加H C l 能防止水解是一样的。 2 ) P H 值会随着碱度的提高而增大。 2 5 8 2 0 0 6 年第二届七省区市机械工程
7、学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集 从上述关系分析中，明显该结论也不正确，最起码不全面。 例：在N a H C O 。溶液中。加入N a 。C O 。关系正确。 在N a H C O 。溶液中，加入N a H C O 。关系错误。 3 ) P H 取决于 O H 一 占总碱度的比例。 当P H 值在3 9 1 0 范围内，由于碳酸盐具有弱缓冲作用， O H 一 随P H 值变 化并不大。 当P H 值在 1 0 时，因为总碱度决定于 C 0 2 - 与 O H 一 的和， 所以P H 值与勰也不相关洇为 o H - _ J D 可 O H - r r l l H 一厂t 3 T 4 1 当P H 一定时J D 与坠杀一成反比，当J D 一定时P H 值与坚旨一成正比，由此 可知，只有在同一碱度的情况下，该关系才能成立。 参考文献 1 、工业锅炉水处理及水质分析姚继贤主编
