Ştiri:

Vă rugăm să citiţi Regulamentul de utilizare a forumului Scientia în secţiunea intitulată "Regulamentul de utilizare a forumului. CITEŞTE-L!".

Main Menu

Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate

Creat de chimistul, Octombrie 07, 2010, 02:32:21 PM

« precedentul - următorul »

0 Membri şi 1 Vizitator vizualizează acest subiect.

chimistul

#15
Salut!

CitatWow acestei analize, cu calcule, cu grafice. Chimistule, ce zici? Iata ca si romanii raspund la provocari ...

Raspunsul corect a fost dat deja de tery-cane. Cu precizarea ca HCO3- nu provinde din CO2 dizolvat in apa. Restul este doar explicatyie scolareasca a unor elevi care inca nu au treaba cu practica. Ce am cerut eu era o chestiune simpla. Ce ce intr-o groapa cu K2CO3 (care este evident ca este bazic - din experienta iri pot spune ca imi dau seama cat de bazic este dupa cat de rapid se face pielea alunecoasa cand pui pe deete solutie si nu am nevoie sa imi spuna cineva ca e bazica)  si NH4+ ( care evident e bazic) desi ar trebui sa aiba un ph bazic are totusi un ph acid. Datorita ionului HCO3- provenit din KHCO3.Punct.

PS. Dragii mei olimpici daca CO2 s-ar dizolva in apa asa cum doriti voi nu s-ar lucra in industrie cu solutii de K2CO3 de 31% care au adaos de dietanol amina pt cresterea vitezei de reactie si absorbitie a CO2.

Adi se pare ca si sectiunea chimie se dezvolta. O sa mai revin cu probleme practice incitante. Multi ingineri romani lucreaza afara si depasesc ca pregatire multi ingineri de afara. Pt ca sunt trecuti prin experiente pe care afara nu le intalnesti. Bafta!


PS. Recitind atent tot ce a scris florin_try:

CitatPe scurt: Ai adaugat f. mult CO2, cam  0.01480420857 mol/l = .6513851771 g/l = 0.33litri gaz(c.n.) / litru solutie

Dupa cunostintele mele reactiile ( sau hai sa zicem dizolvarea) unui gaz cu(in)  o solutie apoasa depind de presiune. Fiindca deja ne aflam la echilibrau cu presiunea (adica 1 atmosfera etc) te rog fa un calcul prin care s aimi arati ca se poate dizolva atata CO2 in apa. Un mic contraexemplu. Un pahar proaspat de apa minerala are ph=5.7 dupa cateva ore sau hai sa zicem 24 ore e apa chioara cu ph aproximativ neutru ( diferenta nu se datoreaza CO2) pt ca ajunge la echilibru cu conc din aer ( care e 0.03% daca bune stiu eu). Asta ar insemna sa dizolvi tot CO2 din fiecare mc de aer.Astept raspuns! Bafta!

florin_try

#16
CitatCu precizarea ca HCO3- nu provinde din CO2 dizolvat in apa.
Am aratat exact cit HCO3- se poate forma din dizolvarea CO2 in apa.
Cam 6.33% din CO2 introdus se gaseste sub forma de HCO3-.
Vezi si graficul ala (linia rosu la pH de 5.6-5.7). Ai ceva HCO3-.

Pe scurt: Dizolvind CO2 in apa la saturatie, se formeaza si HCO3- (am dat exact si procentul) daca legile fizicii functioneaza in acest univers. 

CitatDatorita ionului HCO3- provenit din KHCO3.Punct.
Eu, cel putin, am incercat o explicatie.
Si nu am pus nici un punct dupa explicatia incercata, ci dimpotriva am lasat loc de discutii.
Si daca ai fi citit atent ce am postat ai fi vazut ca am aratat clar caci compozitia ta de echilibru contine majoritar HCO3-.
Asadar, intr-un fel se poate spune ca e din cauza KHCO3. Insa eu aratat si de ce. Matematic. Nu doar "e asa cum spun eu. punct."

Am observat ca CO2 -ul adaugat e prea mare. Asta inseamna ca fie am gresit la ultima postare pe undeva la calcule (am explicat tot ce am facut; daca gasesti o eroare spune unde e), fie mai trebuie luati in calcul si alti factori pe care nu i-ai considerat.
Eu zic ca apele tale mai contin si altceva ce nu ai precizat.


florin_try

Citat din: tery-cane din Octombrie 11, 2010, 04:41:20 AM
asa incat mediul este acid si  datorita NH4HCO3 format

Stai un pic! NH4HCO3 nu genereaza solutii bazice la hidroliza?
NH4OH e bazic (pKb=4.75) iar HCO3- e acid f.f. slab. (pKa=10.25;)

chimistul

Salut!

CitatStai un pic! NH4HCO3 nu genereaza solutii bazice la hidroliza?

Si de unde obtii tu aceasta minunata substanta? Reciteste datele problemei.

florin_try

#19
Citat din: chimistul din Octombrie 12, 2010, 11:03:54 PM
NH4HCO3
Si de unde obtii tu aceasta minunata substanta? Reciteste datele problemei.

Pai de exemplu se gaseste de vinzare prin China:
http://www.made-in-china.com/showroom/longchangfu/offer-detailsqdxcmuJgEVB/Sell-Ammonium-Bicarbonate-NH4HCO3-.html
: )

Am adus vorba de el pentru ca tery-cane a sugerat ca
Citatmediul este acid si  datorita NH4HCO3 format
Nu poate fi asa deoarece NH4HCO3 ar trebui sa dea hidroliza bazica si nu acida.

De unde apare NH4HCO3? Cum apare KHCO3 tot asa apare si NH4HCO3. Dupa cum am aratat, compozitia de echilibru contine mult HCO3- care nu e in totalitate compensat (electrostatic) de K+ (ca si cum ai avea KHCO3) si mai ramine o buna parte din HCO3- (aproape jumate) compensat electorostatic de ionii NH4+ (fapt ce ar corespunde formulei NH4HCO3). Banuiesc ca de aici s-a adus in discutie NH4HCO3.

Citat
K2CO3 (care este evident ca este bazic .... si nu am nevoie sa imi spuna cineva ca e bazica)
Dar nu tu ai intrebat anterior
CitatCare crezi ca ar fi explicatia pentru faptul ca in aceleasi conditii ph>8.5? 
??
Eu am aratat de ce e bazica insa am dat mai multe detalii.

Citat
Asta ar insemna sa dizolvi tot CO2 din fiecare mc de aer.Astept raspuns!
Asadar te referi la faptul ca mi-a iesit din calcule o cantitate prea mare de CO2.

Daca acea cantitate de CO2 e mult prea mare, si asumaind ca nu am nici o greseala pe la ultimul calcul, atunci explicatia este una singura: doar HCO3- nu poate explica pH asa acid.

PS. Daca ai timp verifica calculele alea de la ultima problema postata anterior si confirma daca e corecta compozitia data.
Daca compozitia e corecta atunci explicatia ta cu HCO3- e incorecta caci ar necesita prea mult CO2.  Cu alte cuvinte, iti mai trebuie si altceva pe linga HCO3- ca  sa ajungi la pH 6.7, altfel nu iese - oricit ai trage de el. Posibil ca apele alea mai contin si altceva ce nu ai luat in calcul.



 

chimistul

Salut!

Citatintr-groapa de evacuare a apelor uzate intra:

- apa cu continut de amoniac
- solutie de carbonat de potasiu folosit la procesul de indepartare a CO2 dintr-un amestec de gaze

In ciuda faptului ca in groapa exista ionul NH4+ in cantitate mare (140 mg/l) si K+ (140 ppm) mediul este acid (ph=6.7) cu toate ca ar trebui sa fie bazic (ph>8.5).

Solutia rezultata dupa indepartarea CO2 este un amestec de K2CO3 + KHCO3. In functie de raportul dintre ele obtii mediul bazic sau acid. Ionul HCO3- nu provine din dizolvarea CO2 in apa. Daca am KHCO3 mediul e acid iar daca am K2CO3 am mediu bazic. Concentratia ionului K+ poate fi constanta variaza raportul initial CO3/HCO3. Punct.

silvi

ma bag si eu in discutie

Citat din: chimistul din Octombrie 13, 2010, 01:54:27 PM
Daca am KHCO3 mediul e acid iar daca am K2CO3 am mediu bazic. Concentratia ionului K+ poate fi constanta variaza raportul initial CO3/HCO3. Punct.

ti se pare ca bicarbonatul de potasiu este bazic  ??? este o sare provenita de la o baza tare si un acid slab, si are hidroliza bazica. Si daca nu ma crezi ia un calculator si convinge-te!

tu zici ca in cazul in care in groapa se gaseste numai carbonat acid este mediu acid. stim ca ionul HCO3- este un amfolit acido-bazic, corect? deci poate accepta un proton si se comporta ca baza si rezulta acid carbonic, ori poate ceda protonul acela si rezulta ion carbonat (reactiile le-a scris cineva mai sun, nu le mai scriu).  Formula de calcul a pH-ului pentru amfoliti acido-bazici  (care se poate deduce, dar nu mai stau acum sa ii scriu demonstratia aici) in solutii diluate - 140 ppm e suficient de diluat pt a nu aparea erori, este:

pH = (pKa1 + pKa2) / 2

avem exponentii de aciditate pt acidul carbonic:

pKa1=6.37
pKa2=10.25

un calcul simplu cu formula de mai sus arata ca pH-ul solutiei este 8.31 :> nici de cum 6.7

ceea ce inseamna ca ce spui tu nu se leaga undeva, ori in groapa mai este altceva, ori ceva este gresit.





florin_try

#22
Citat din: chimistul din Octombrie 13, 2010, 01:54:27 PM
Daca am KHCO3 mediul e acid iar daca am K2CO3 am mediu bazic.

Pe linga explicatia simpla si eleganta data de silvi, as mai adauga niste grafice cu pH-ul solutiilor de KHCO3 si K2CO3 functie de concentratia molara a sarii.
Asadar, in graficul de mai jos reprezint pH-ul obtinut din disolvarea KHCO3 in apa. Pentru comparatie pun si pH-ul unei solutii de K2CO3. Am folosit constantele din postarea anterioara.
Concentatiile au fost variate de la 10-8mol/l la 1 mol/l si sunt pe axa OY in scala logaritmica.
pH - ul e in axa OX.


Iata si numere
[sarii] in mol/l            pH-ul solutiei de KHCO3       pH-ul solutiei de K2CO3
1.02094E-8                     7.00                  7.02   
3.1842E-7                      7.10                  7.56
9.93116E-6                     7.68                  9.01
1.50314E-5                     7.77                  9.19
4.98884E-4                     9.86                 10.84
0.00101                         10.51                  11.16
0.02455                         12.08                  12.56
0.0507                         12.40                  12.88
0.06776                         12.52                  13.01

Dupa cum vezi, pH solutiilor preparate din KHCO3 sau K2CO3 e mai mare ca 7.
Desi la concentratii similare sarea KHCO3 genereaza pH mai mic decit K2CO3, nu il poate duce la acid.

Cu alte cuvinte amestecind KHCO3 si K2CO3 nu poti duce mediul la acid niciodata. 
Daca adaugi CO2 la presiune atmosferica, tot nu ajungi la mediu acid caci ar trebui sa ai in solutie de mii de ori mai mult CO2 decit limita de solubilitate (am aratat asta intr-un post anterior).

CitatIonul HCO3- nu provine din dizolvarea CO2 in apa
In graficul de mai jos iti arat care este concentratia de ion HCO3- la echilibru intr-o solutie obtinuta prin dizolvarea CO2 in apa. Pe axa OX este cantitatea de CO2 dizolvata. Pe OY e concentratia in mol/l a speciilor H2CO3, HCO3- si CO32- , la echilibru.
   


Iata si niste numere (toate concentratiile sunt in mol/l):
[CO2]dizolvat(mol/l)   [H2CO3](echilibru) [HCO3-](echilibru)    [CO32-](echilibru)  pH solutie
1.00712E-8             1.95898E-9        8.10777E-9            4.3989E-12            6.98
3.45825E-8             7.26033E-9        2.73087E-8            1.34654E-11            6.94
2.94286E-7             1.03432E-7        1.90808E-7            4.61435E-11            6.63
2.68828E-6             1.81048E-6        8.77736E-7            5.57833E-11            6.05
1.00508E-5             8.17622E-6         1.87455E-6            5.63393E-11            5.72
1.2E-5                    9.93326E-6        2.06669E-6            5.63676E-11            5.68
Daca CO32- e neglijabil (vezi linia verde din grafic si coloana a 4-a din tabelul de sus), HCO3- desi minoritar se formeaza totusi intr-un procent ne-neglizabil la echilibru (vezi linia rosie din graficul de sus si coloana 3 din tabelul de sus).


chimistul

Interesant!

CitatDupa cum vezi, pH solutiilor preparate din KHCO3 sau K2CO3 e mai mare ca 7.
Desi la concentratii similare sarea KHCO3 genereaza pH mai mic decit K2CO3, nu il poate duce la acid.

CitatIata si niste numere (toate concentratiile sunt in mol/l):
[CO2]dizolvat(mol/l)   [H2CO3](echilibru) [HCO3-](echilibru)    [CO32-](echilibru)  pH solutie
1.00712E-8             1.95898E-9        8.10777E-9            4.3989E-12            6.98
3.45825E-8             7.26033E-9        2.73087E-8            1.34654E-11            6.94
2.94286E-7             1.03432E-7        1.90808E-7            4.61435E-11            6.63
2.68828E-6             1.81048E-6        8.77736E-7            5.57833E-11            6.05
1.00508E-5             8.17622E-6         1.87455E-6            5.63393E-11            5.72
1.2E-5                    9.93326E-6        2.06669E-6            5.63676E-11            5.68

Deci daca am avea CO2 in solutie atunci PH-ul ar putea fi acid?Adica din mediu bazic (cum se sustine in citatul de mai sus) ar putea ajunge acid? Interesant., Poate ma lamuriti si pe mine.

silvi

Citat din: chimistul din Octombrie 14, 2010, 10:11:51 PM
Interesant!

CitatDupa cum vezi, pH solutiilor preparate din KHCO3 sau K2CO3 e mai mare ca 7.
Desi la concentratii similare sarea KHCO3 genereaza pH mai mic decit K2CO3, nu il poate duce la acid.

CitatIata si niste numere (toate concentratiile sunt in mol/l):
[CO2]dizolvat(mol/l)   [H2CO3](echilibru) [HCO3-](echilibru)    [CO32-](echilibru)  pH solutie
1.00712E-8             1.95898E-9        8.10777E-9            4.3989E-12            6.98
3.45825E-8             7.26033E-9        2.73087E-8            1.34654E-11            6.94
2.94286E-7             1.03432E-7        1.90808E-7            4.61435E-11            6.63
2.68828E-6             1.81048E-6        8.77736E-7            5.57833E-11            6.05
1.00508E-5             8.17622E-6         1.87455E-6            5.63393E-11            5.72
1.2E-5                    9.93326E-6        2.06669E-6            5.63676E-11            5.68

Deci daca am avea CO2 in solutie atunci PH-ul ar putea fi acid?Adica din mediu bazic (cum se sustine in citatul de mai sus) ar putea ajunge acid? Interesant., Poate ma lamuriti si pe mine.


Florin a aratat ce se intampla daca dizolvi CO2 in apa (deci la pH = 7) si este normal ca solutia sa fie slab acida... doar se formeaza acid carbonic.
Dar solutia ta zici ca contine decat ionul HCO3- si nu este acelasi lucru ca si cand ai dizolva CO2 in apa. Ionul bicarbonat reactioaneaza la randul lui cu apa, cum am mai zis, se formeaza acid carbonic  si OH- intr-un echilibru si carbonat si protoni in alt echilibru si e clar ca ai 2 echilibre competitive care duc la un pH bazic!

chimistul

Salut!

Interesant. Gandite separat aceste reactii ar trebui sa dea mediu bazic. Daca nu adaugam CO2 la solutie poate poate scoatem cumva NH3 din sistem. Zicea cineva mai sus asa ceva: 

CitatDaca compozitia e corecta atunci explicatia ta cu HCO3- e incorecta caci ar necesita prea mult CO2.  Cu alte cuvinte, iti mai trebuie si altceva pe linga HCO3- ca  sa ajungi la pH 6.7, altfel nu iese - oricit ai trage de el. Posibil ca apele alea mai contin si altceva ce nu ai luat in calcul.

E posibil printr-o reactie de pe acolo care ne scapa sa scoatem NH3 din sistem? 

Sarea rezultata din reactia unui acid organic (mai puternic decat H2CO3) cu NH3 ce mediu formeaza? acid, bazic?

Hai ca deja am dat prea multe informatii.

florin_try

#26
Citat din: chimistul din Octombrie 14, 2010, 11:46:32 PM
Sarea rezultata din reactia unui acid organic (mai puternic decat H2CO3) cu NH3 ce mediu formeaza? acid, bazic?

Mediul rezultat de la un astfel de acid poate fi ori bazic ori acid. Depinde de pKa-ul acidului si de cit acid ai in solutie. Nu putem preciza caracterul bazic sau acid al solutiei fara sa stim pKa ul acidului si concentratia sa. Nu cred ca ai mentionat care ar fi acidul organic si in ce concentratie il ai.
Daca ne-ai spune macar care ar fi acidul organic in cauza(continut in apele alea reziduale), am putea vedea de la ce concentratie de astfel de acid solutia ta poate deveni acida (la pH de 6.7).

chimistul

Salut!

Tocmai din cauza asta chiomia practica nu seamana deloc cu cea de pe bancile scolii. Toti bateti toba sus si tare cu HCO3/CO3 dar combinatia CO2 cu NH3 ce formeaza? Se mai pastreaza raportul CO3/HCO3?. Si in plus solutia uzata contine CO2. Bafta!

silvi

Citat din: chimistul din Octombrie 15, 2010, 04:43:40 PM
Salut!

Tocmai din cauza asta chiomia practica nu seamana deloc cu cea de pe bancile scolii. Toti bateti toba sus si tare cu HCO3/CO3 dar combinatia CO2 cu NH3 ce formeaza? Se mai pastreaza raportul CO3/HCO3?. Si in plus solutia uzata contine CO2. Bafta!

Uree... carbamat de amoniu? ???

florin_try

Citat din: chimistul din Octombrie 15, 2010, 04:43:40 PM
... dar combinatia CO2 cu NH3 ce formeaza? Se mai pastreaza raportul CO3/HCO3?. Si in plus solutia uzata contine CO2.

Pai depinde de conditiile de reactie. La temperatura camerei si presiune atmosferica s-ar putea spune ca apare NH4HCO3, cum s-a mai sugerat anterior.

La presiuni si temperaturi mai mari poate sa aiba loc reactiile:
2NH3 + CO2 = NH2COONH4
NH2COONH4  = H2O  + NH2CONH2
ca produs secundar poate sa ajunga si la biuret:
NH2CONH2 = NH2CONHCONH2 + H2O

Din datele date de tine nu pot sa imi dau seama ce altceva mai contin apele alea, dar se pare mai contin si alti compusi.