Forumul Scientia

Chimie, biologie, medicină şi antropologie => Chimie organică => Subiect creat de: chimistul din Octombrie 07, 2010, 02:32:21 PM

Titlu: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 07, 2010, 02:32:21 PM
Here`s one for you:

intr-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). Cineva da o explicatie? Pls nu imi spuneti ca aparatul sau analizele sunt gresite!Nu mai intra alte substante. Sa vedem cine e chimist cu adevarat.

PS. Nu gasiti raspunsul pe google. Bafta!
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 10, 2010, 11:36:25 PM
Chiar nimeni nu are un raspuns sau e vacanta si nu stiu eu?  ;D
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: Adi din Octombrie 11, 2010, 12:04:04 AM
Nu prea sunt multi chimisti pe forum, dar hai ca o pasez la grupul olimpicilor la chimie pe care i-am cunoscut pe facebook.
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: BeeBee din Octombrie 11, 2010, 12:09:20 AM
O, Doamne. Trebuie s-o rumeg bine pe-asta  :-\ chimistii de pe Facebook vor face o conferinta si vor da un verdict cat de curand :))
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: tery-cane din Octombrie 11, 2010, 04:41:20 AM
CO2 antrenat odata cu apa (existenta in solutia de K2CO3) se afla in echilibru cu H2CO3 format:

                     CO2+H2O <---> H2CO3
Acidul carbonic este un acid slab ce prezinta doua trepte de disociere:

     CO2+2H2O <--->H3O+  +HCO3-     cu  K1=4,31x10exp(-7) ; pK1=6,37 si rezulta HCO-3

     HCO3- +H2O < ---> [CO3]2- +H3O+    cu K2=5,65x10exp(-11); pK2=10,25 si rezulta [CO3]2-

Concentratia si raportul dintre H3O- , HCO3- si [CO3]2-   determina determina ph-ul solutiei apoase in final.

La un ph aprox 6,5     %CO2=% HCO3-    dar  in amestecul rezultat pe langa HCO3-  se mai regasesc NH4+ in cantitate mare si K+ (140 ppm care nu va influienta ph-ul in mod semnificativ) asa incat mediul este acid si  datorita NH4HCO3 format .Concluzie: Ph-ul amestecului din  groapa de evacuare a apelor uzate este  posibil sa fie in jurul valorii de 6,5-6,7 !

Din pdv practic de ce s-ar folosi sol. de K2CO3 la indepartarea CO2 dintr-un amestec de gaze ?
KOH nu ar fi fost mai util?

Sper sa se inteleaga ce am vrut sa redau ...in mod uzual pt formule chimice utilizez chem window , mathlab si mathtype

Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: BeeBee din Octombrie 11, 2010, 07:47:47 AM
Si cat CO2 ar trebui sa fie in apele alea astfel incat sa aduca pH-ul la 6,7? Acidul carbonic e foarte foarte slab. Considerand si concentratia lui, daca asta e intr-adevar raspunsul, mi se pare absurd, fara suparare  ;D Mi-am batut capul cu Silvian ceva vreme si sincer n-am gasit decat fermentarea si transformarea compusilor in acid acetic. Alta explicatie nu am gasit pe moment, si inca nu mi se pare un motiv logic  :-\ Meh.
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: tery-cane din Octombrie 11, 2010, 11:51:37 AM
Care dintre substantele exxistente in sistem  ar fi supuse procesului de fermentare? Compostul care ar fi?

ps. Cantitatea de CO2 necesara poate fi calculata pornind de la  NH4+  (140 mg/l)
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 11, 2010, 02:01:11 PM
Salut!

CitatLa un ph aprox 6,5     %CO2=% HCO3-    dar  in amestecul rezultat pe langa HCO3-  se mai regasesc NH4+ in cantitate mare si K+ (140 ppm care nu va influienta ph-ul in mod semnificativ) asa incat mediul este acid si  datorita NH4HCO3 format .Concluzie: Ph-ul amestecului din  groapa de evacuare a apelor uzate este  posibil sa fie in jurul valorii de 6,5-6,7 !

Din pdv practic de ce s-ar folosi sol. de K2CO3 la indepartarea CO2 dintr-un amestec de gaze ?
KOH nu ar fi fost mai util?

Felicitari tery-cane. Rationamentul tau e bun dar nu tocmai exact. HCO3- provine din K2CO3+CO2.




Se foloseste K2CO3 tocmai pentru ca absorbtia CO2 in aceatsa solutie este un proces reversibil, viteza mare de reactie, etc.. La presiune mare (27 bari) si temperatura mica (80C) se absoarbe, la presiune scazuta (0.5 bari) si temperatura mare (210C)  se desoarbe. CO2 este un gaz foarte important in industrie (producerea de uree, CO2 pt sudura, CO2 alimentar, etc) iar solutia de K2CO3 se poate refolosi. O solutie foarte practica. Daca am folosi KOH am obtine un procedeu ireversibil si am obtine un munte! ;D

Chichita era legata de carbonatul acid. Trebuia sa fie cineva destul de "cunoscator" sa stie ca e posibil sa existe in solutie acest radical impreuna cu K+ care poate influenta PH-ul desi nu era explicitat. Felicitari! :)


PS. Pt tery-cane. Care crezi ca ar fi explicatia pentru faptul ca in aceleasi conditii ph>8.5?


PS2. Daca e pe gustul vostru si va stimuleaza apetitul pot sa va mai servesc! ;D
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: tery-cane din Octombrie 11, 2010, 03:10:16 PM
  Va multumesc pentru felicitari... dar eu  NU merit aceste felicitari....
  Si eu sunt chimist ca si Dumneavoastra .Prin natura activitatii mele chimia analitica mi-a fost o disciplina  absolut necesara in activitatea de laborator pe care o desfasuram.
Felicitarile trebuiau acordate celor aflati la categoria juniori ...si cum acestia nu au dat nici-un semnal m-am incumetat sa « încing hora » poate-poate reusesc sa aprind « fitilul »...
Cu tot respectul, doresc sa nu va raspund la ps. în speranta ca juniorii  va vor raspunde.. macar dupa descifrarea  problemei.
Nu stiu cati dintre acestia au notiuni de chimie analitica si daca aceasta disciplina mai este studiata in scoala sau liceu.
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 11, 2010, 03:52:57 PM
Salut!

CitatTrebuia sa fie cineva destul de "cunoscator" sa stie ca e posibil sa existe in solutie acest radical impreuna cu K+ care poate influenta PH-ul desi nu era explicitat. Felicitari!

Mi-am dat seama ca nu este vorba despre un "junior". Sau daca e unul a avut o sursa de "inspiratie". Necesita cunostinte mai aprofundate despre chimie dar si experienta practica. Oricum cred ca forumul a mai castigat un membru valoros! Bafta!
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: Adi din Octombrie 11, 2010, 10:38:24 PM
Ma bucur sa vad ca topicul se dezvolta si la fel sectiunea de chimie. Sper sa raspunda si grupul chimistilor de pe facebook.
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: florin_try din Octombrie 12, 2010, 04:16:00 AM
S-a sarit prea repede la rezultatul final si multi nu vor gasi asta folositor.

CitatRationamentul tau e bun dar nu tocmai exact. HCO3- provine din K2CO3+CO2.
Cel mai probabil HCO3- in solutie apoasa se formeaza (ca mecanism) prin trasferul de proton de la H3O+ la CO32- sau de la H2CO3 la H2O sau la HO-.
Nu iti trebuie ambele specii : si CO2 si K2CO3 ca sa formezi HCO3-. Reactia care arata ca K2CO3 cu CO2 si cu apa da HCO3- e doar o insumare algebrica (combinatie lineara) a altor reactii. 
E suficient doar sa dizolvi CO2 (fara sa mai adaugi sare K2CO3) in apa ca sa ai la echilibru si speciile HCO3-.
De asemeni, e suficient sa dizolvi K2CO3 in apa *fara sa barbotezi deloc CO2) ca specia HCO3- sa apara la echilibru. 
HCO3- este dominant (si maxim la 97.7% din totalul speciilor CO32-,HCO3-,H2CO3) la pH =8.3 (vezi si  linia rosie din graficul de mai jos). 

CitatCare crezi ca ar fi explicatia pentru faptul ca in aceleasi conditii ph>8.5?
Probabil te referi de ce K2CO3 genereaza solutii bazice? (adica cu pH>7)
Pai K2CO3 genereaza solutie bazica datorita hidrolizei bazice.
Asta se poate explica cu cunostintele de liceu.
K2CO3 provine dintr-o baza tare (KOH) si un acid slab (H2CO3)

--------------- problema ----
Am putea formula problema in felul urmator: Care e pH-ul unei solutii obtinute prin
dizolvarea a k0 moli de K2CO3 intr-un litru solutie?
Ca bonus am putea intreba care e compozitia solutiei de mai sus?
Ca alt bonus am putea intreba care e compozitia H2CO3/HCO3-/CO32- functie de pH.

---- rezolvare ----
Reactiile de hidroliza sunt urmatoarele:
CO32- + H2O = HCO3- + HO-           Kh1 =[HCO3-]*[HO-]/[CO32-]= Kw/ka1   (1)
HCO3- + H2O = H2CO3 + HO-                     Kh2 =[H2CO3]*[HO-]/[HCO3-]= Kw/ka2             (2)

Observatiuni:
1. Dupa cum se vede ambele reactii de hidroliza genereaza ioni HO- care vor genera mediu bazic.
2. Sarea K2CO3 este considerata complet dizolvata (K+ doar asigura un background electric dar nu are nici un rol in hidroliza)
3. Kh1,Kh2 sunt constante de hidroliza
4. Ka1, Ka1 sunt constande de aciditate a reactiilor:
H2CO3 = HCO3- + H+ ;  Ka2 = [H+]*[HCO3-]/[H2CO3]   = 4.31*10-7
HCO3- = CO32- + H+   ; Ka1 =  [CO32-] * [H+] / [HCO3-] = 5.65*10-11
5. Kw este produsul ionic al apei (constanta de disociere a apei in ioni)
     H2O = H+  +   HO-   ; Kw = [H+]*[HO-]= 10-14   (3)
6. Se poate usor verifica caci legatura intre constanta de hidroliza Kh si de acidicate Ka este: Kh = Kw/Ka

Pentru a gasi compozitia de echilibru folosim doua lucruri:
1. bilantul de masa pentru carbonatul adaugat
(K+)initial/2 = (K+)(equilibrium)/2 = (CO32-)initial =  CO32- + HCO3- + H2CO3   (4)
(cantitatile din partea dreapta sunt la echilibru)
2. bilantul de sarcina electrica (solutia sa fie neutra electric)
K+ + H+ =  1/2*CO32- + HCO3- +  HO-                          (5)

Ecuatia (4) o putem rescrie folosind (1) si (2) pentru [CO32-] si [H2CO3] ) ca:

k0 =  [HCO3-]*[HO-] / Kh1 + [HCO3-] + kh2*[HCO3-]/[HO-]       (6)

de unde scoatem compozitia de echilibru a [HCO3-], functie de pH, k0 (sare initiala), si constantele Kh,Kw
Inlocind HCO3- obtinut din (6) in (1) si (2) obtinem compozitia de echilibru:
[tex][H_2CO_3]/(k0)=\frac{Kh_1*Kh_2}{[HO^-]^2+Kh_1[HO^-]+Kh_1*Kh_2}[/tex]
[tex][HCO_3^-]/(k0)=\frac{Kh_1*[HO^-]}{[HO^-]^2+Kh1[HO^-]+Kh_1*Kh_2}[/tex]
[tex][H_2CO_3]/(k0)=\frac{[HO^-]^2}{[HO^-]^2+Kh_1[HO^-]+Kh_1*Kh_2}[/tex]   

Repet: 2k0 e cantitatea de moli (per litru solutie) de K+ in solutie si e de 2 ori numarul de moli de sare K2CO3 (k0)  initial adaugat

Ultimile 3 ecuatii rezolva ultima bonus 2 (variatia compozitiei cu pH-ul), cu observatiunea ca [HO-]=10-(14-pH).

In graficul de mai jos se poate vedea cum arata aceasta compozitie functie de pH. (pH ul poate fi modificat adaugint cantitati corespunzatoare de baza sau acid tare)

(http://img824.imageshack.us/img824/5238/graph5r.jpg) (http://img824.imageshack.us/i/graph5r.jpg/)

Graficul de mai sus arata raportul relativ intre speciile H2CO3, HCO3- si CO32- la echilibru, ca functie de pH. Daca se regleaza (cumva) pH-ul la 8.3 se obtine HCO3- dominant (vreo 97.7% din totalul speciilor H2CO3, HCO3- si CO32- ).
Daca [H2CO3] e prea mare si CO2-ul corespunzator H2CO3=CO2+H2O e mai mare decit limita de solubilitate a CO2, atunci CO2 paraseste solutia ca gaz.

------

Pentru a afla pH-ul generat de K2CO3 in apa (si atit), folosim ecuatia (5) sub forma:
2*k0 + 1e-14/[HO] = 1/2*(k0)* Kh_1*Kh_2/{[HO]^2+Kh_1[HO]+Kh_1*Kh_2} +
                   (k0)*  Kh_1*[HO]/{[HO]^2+Kh1[HO]+Kh_1*Kh_2} +
                    [HO]

si se rezolva pentru Kh1,Kh2 date mai sus si [K+]=(2*k0) = 140ppm = 140mg/l=140/(1000*39) mol/l=.3589743590e-2 mol/l
Daca tin bine minte 1ppm = 1mg/litru. Corect asa? Daca nu, cineva sa corecteze, please.

Rezolvind numeric se obtine:
pH = 11.42
Iar compozitia relativa intre speciile CO32-, HCO3-,H2CO3 este:
[CO32- / [total (or initial) K2CO3 salt]= 93.71%  (procent din toate speciile  CO32-, HCO3-,H2CO3  prezente in solutie - a nu se confunda cu concentratii procentuale ca NU sunt concentratii procentale)
[HCO3-]/  [total (or initial) K2CO3 salt]= 6.29%
[H2CO3]/  [total (or initial) K2CO3 salt]= 0.55e-4%

----------------
PS. Sper sa nu fi gresit pe undeva, ultima oara cind rezolvam probleme de genul asta era cam prin liceu, cam de prin 1998 nu am mai avut de a face cu acest gen de probleme. Ca sursa pentru acest gen de probleme aveam pe vremea aia o carte a lui Kekedy de chimie analitica:
Ladislau Kekedy, Chimie analitica calitativa, 1982.

PPS: Mai sus nu am rezolvat problema ta in totalitate ci doar m-am uitat la sistemul K2CO3/H2O un pic mai in detaliu, si de ce K2CO3 genereaza solutii cu pH bazic (>7); m-am mai uitat si la compozitia intre ionii generati la echilibruy functie de pH.
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: Adi din Octombrie 12, 2010, 09:01:40 AM
Wow acestei analize, cu calcule, cu grafice. Chimistule, ce zici? Iata ca si romanii raspund la provocari ... :)
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: florin_try din Octombrie 12, 2010, 09:58:28 AM
CitatCare crezi ca ar fi explicatia pentru faptul ca in aceleasi conditii ph>8.5?

Pe de alta parte de ce amoniacul genereaza solutie bazica e simplu: este o baza slaba.
NH4OH = NH4+ + HO-         ; Kb = [NH4+][HO-]/[NH4OH]= 10-4.75     (7.0)

Bilantul de sarcini pentru o solutie obtinuta dupa dizolvarea NH3 in apa este:
[H+] + [NH4+] = [HO-]         (7)
sau:
Kw/[HO-]+ [NH4+] = [HO-]      (7' )

Notind cu b0 cantitatea totata de NH3 (in mol/l) introdusa (b0 = [NH3] introdus) avem bilantul pe N:
b0 = [NH4+]+[NH4OH]= [NH4+] + [NH4+][HO-]/Kb       (8 )

Din (8 )   si (7.0) se scoate concentratia speciilor NH4+ si NH4OH la echilibru ca fiind:
[NH4+] /b0 = Kb/(Kb + [HO-])     (9.a)
[NH4OH] /b0 = [HO-]/(Kb + [HO-])  (9.b)

bilantul de sarcini (7' ) poate fi rescris ca:
10-14/[HO-]+ Kb/(Kb + [HO-])*b0 = [HO-]  (10)

Ce nu stiu insa e ce se determina din analiza: Azotul total sau doar fractiunea din amoniac care e sub forma de NH4+ .
Daca cele 140mg/l reprezinta NH3-ul total, atunci b0=140e-3/18 (mol/l) si rezolvind ecuatia (10)
se obtine:
[OH]=.3631162483e-3 mol/l
pOH = 3.44
pH = 10.56

Daca insa cele 140mg/l reprezinta doar fractiunea de ioni NH4+ care a disociat
(cumva metoda de analiza resuseste sa separe doar NH4+)
atunci inlocuind in ecuatia 7' [NH4+]=140e-3/18 obtii:
HO=   .7777777779e-2
pH = 11.89  (din nou bazic)


In concluzie: atit K2CO3 cit si NH3 luate separat cu apa genereaza solutii bazice.
Un amestec de NH3 si K2CO3 in apa va genera in mod necesar o solutie bazica. (ca doar nu o sa fie magie sa devina acida de vreme ce componentele separate dau solutie bazica)

--------
De unde apare caracterul acid?

Dizolvind CO2 in apa se poate crea solutie acida.
Ca exemplu : am sa formulez o problema cam asa:
Care e pH-ul unei solutii saturate de CO2 in apa (solubilitatea CO2 in apa e 1.2e-5 mol/l) ??
Rezolvarea e simpla:
Din bilantul pe C:
CO2_initial = 1.2e-5=[H2CO3]+[HCO3-]+[CO32-
si de sarcini electrice:
[H+]=[HO-]+[HCO3-]+1/2[CO32-]
si folosind constantele si modul de rezolvare date in postul anterior (pentru K2CO3) se obtine:
pH = 5.2
Iata asadar mediu acid.

Ca fapt divers mentionez caci compozitia obtinuta prin dizolvarea a 1.2e-5 mol/l CO2 in apa este:
[H2CO3]/[CO2 total] (%) = 93.67% (nu e procent de masa e procent de cit % din CO2 dizolvat s-a dus in H2CO3)
[HCO3-]/[CO2 total] (%) = 6.33%
[CO32-]  (%) = .5601942566e-4 % 


------

Intuitiv mediul acid trebuie sa apara cam in felul urmator:
Dizolvi suficient de mult CO2 asa incit aciditatea generata de CO2 anuleaza bazicitatea data de K2CO3 si NH3. ; ba chiar o si depaseste un pic.

O sa revin cu calcul exact cit CO2 trebuie sa pui ca sa ai mediu un pic acid. si ce compozitie de echilibru e de asteptat sa ai la acel pH de 6.7.
Explicatia daca de tery-cane este probabil incompleta. Intradevar, la pH=6.365 [H2CO3]=[HCO3-] insa cauza
enuntata de dinsa "NH4HCO3 format", desi ofera un raspuns intuitiv direct ce ar satisface intuitia unui chimist,
poate insa fi privit ca insuficient si am sa arat intr-o postare viitoare (daca o sa am timp) de ce.

 
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: florin_try din Octombrie 12, 2010, 11:20:17 AM
 Si iata si rezolvarea problemei in cauza:

Bilantul pe C:
[CO2_0] + k0 = [H2CO3] + [HCO3-] + [CO32-]
unde [CO2_0]  este CO2 barbotat (convertit in mol/l) si k0 este cantitatea de sare k2CO3 in mol/l adaugata.

Bilantul pe N:
b0 = [NH4+]+[NH4OH]
unde b0 e cantitatea de NH3 adaugata si care o consider a fi 140e-3/18 (mol/l) daca ceea ce ai determinat din analiza e azotul total

Bilantul pe sarcini:
[H+]+[K+] + [NH4+] = [HO-] + [HCO3-] + [CO32-/2

Tinind cont de constantele kh, Kb si bilantul pe C si N, bilantul pe sarcini devine:
[tex] {\frac {{\it K_w}}{{\it HO}}}+2\,{\it k0}+{\frac {{\it K_b}\,{\it b0}}{{
\it K_b}+{\it HO}}}={\it HO}+{\frac { \left( {\it CO2\_0}+{\it k0} \right) {\it K_{h1}}\,{\it HO}}{{{\it HO}}^{2}+{\it K_{h1}}\,{\it HO}+{\it K_{h2}}\,{\it K_{h1}}}}+1/2\,{\frac { \left( {\it CO2\_0}+{\it k0} \right) {{\it HO}}^{2}}{{{\it HO}}^{2}+{\it K_{h1}}\,{\it HO}+{\it K_{h2}}\,{\it K_{h1}}}} [/tex]

Inlocuind numeric: Kw=1e-14,Kh2=1e-14/4.31e-7, Kh1=1e-14/5.65e-11,Kb=1/10^4.75,b0=140e-3/18,k0=.3589743590e-2/2,HO=1/10^(14-pH)
pH=6.7
Obtinem din ultima relatie:
[CO2_0] (adaugat) = .1480420857e-1 mol/l = .6513851771 g/l = 0.33litri gaz(c.n.) / litru solutie

Compozitia la acest pH este:
[NH4+]=.7755918632e-2  mol/l
[NH4OH]=.2185914869e-4  mol/l
[H2CO3]=31.638% * (CO2_0+k0) = .5251662562e-2 mol/l
[HCO3-]=68.342% * (CO2_0+k0) =.1134420545e-1 mol/l
[CO32-] = 0.019%  * (CO2_0+k0)   = .3212347587e-5 mol/l
[K+] =   .3589743590e-2    mol/l 
[H+] = .1995262315e-6 mol/l

uitindu-ne la compozitia relativa intre carbonati(CO3/HCO3/H2CO3):
dominant este HCO3- cu 68.34% pe cind  CO32- este in raport de doar 0.019%.
Asadar se poate spune ca avem ionul HCO3- la acest pH.
In acest sens explicatia lui tery-cane  e OK in sensul ca la acest pH avem pentru amestecul dat HCO3 si f.f.f putin CO32-,
insa ramine o multime de CHO3- necompensat de NH4+.


PS. Cred totusi ca metoda de analiza de azotul total si nu doar partea de NH4+.
Insa dupa cum am aratat, la pH=6.7 majoritatea NH3 introdus se gaseste sub forma de NH4+, asadar acest aspect nu conteaza.

PPS: Luind in consideratie reactiile de hidroliza a NH4HCO3 nu schimba cu nimic solutia data deoarece se va opera cu un set de ecuatii chimice ce pot fi scrise ca combinatie lineara a celor folosite de mine, asadar nu se aduce nimic nou ci doar aceleasi relatii scrise sub alta forma (linear dependente s-ar numi).

Citat...mediul este acid (pH=6.7) cu toate ca ar trebui sa fie bazic (ph>8.5). Cineva da o explicatie?

Pe scurt: Ai adaugat f. mult CO2, cam  0.01480420857 mol/l = .6513851771 g/l = 0.33litri gaz(c.n.) / litru solutie
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 12, 2010, 05:09:16 PM
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!
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: florin_try din Octombrie 12, 2010, 05:48:03 PM
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.

Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: florin_try din Octombrie 12, 2010, 06:56:59 PM
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;)
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 12, 2010, 11:03:54 PM
Salut!

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

Si de unde obtii tu aceasta minunata substanta? Reciteste datele problemei.
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: florin_try din Octombrie 13, 2010, 04:34:32 AM
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.



 
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 13, 2010, 01:54:27 PM
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.
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: silvi din Octombrie 13, 2010, 03:26:04 PM
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.




Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: florin_try din Octombrie 14, 2010, 05:47:15 AM
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.
(http://img39.imageshack.us/img39/6609/graph3s.jpg) (http://img39.imageshack.us/i/graph3s.jpg/)

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.
   
(http://img820.imageshack.us/img820/9966/graph4w.jpg) (http://img820.imageshack.us/i/graph4w.jpg/)

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).

Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: 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.
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: silvi din Octombrie 14, 2010, 10:54:59 PM
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!
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 14, 2010, 11:46:32 PM
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.
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: florin_try din Octombrie 15, 2010, 03:46:00 AM
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).
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: 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!
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: silvi din Octombrie 15, 2010, 04:48:44 PM
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? ???
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: florin_try din Octombrie 15, 2010, 05:11:08 PM
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.
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 15, 2010, 07:42:31 PM
Salut!

A mai despica firul in 4 nu isi are rostul. Raspunsul a fost dat. Desi unii nu vor fi de acord (datorita unor explicatii ca la carte) realitatea corespunde cu stiinta oficiala doar ca stiinta oficiala nu e atat de amanuntit exemplificata  incat sa cuprinda si cazurile mai "speciale" cum e acesta. Amestecul de K2CO3 si KHCO3 (mai ales cand KHCO3 este majoritar) impreuna cu NH3 schimba echilibrul. Probabil ca unii nu vor fi de acord cu asta dar nu e obligatoriu! ::)
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: florin_try din Octombrie 15, 2010, 09:29:41 PM
Solutia aia ar atinge pH acid doar daca ai avea o cantitate f.f. mare de CO2 dizolvat (cam de 1000 ori mai mare decit limita de solubilitate a CO2 in apa la 1atm si temperatura camerei - am aratat asta anterior). Tu ai afirmat ca nu ai asa mult CO2 (de fapt am dedus din postarea ta ca CO2-ul ar fi undeva la limita saturatiei care e 1.2e-5mol/l).

Ar trebui asadar notat caci pe baza constantelor de hidroliza/aciditate/bazicitate a speciilor implicate (K2CO3, KHCO3,H2CO3,NH4OH) a legilor echilibrului chimic si a [CO2] dizolvat in solutie, NU se poate explica pH de 6.7 a solutiei tale, iar explicatia incercata de tine apare ca incorecta.

Nu exista "stiinta oficiala" si "cazuri speciale" ce contrazic (aparent) "stiinta oficiala". Principiile fundamentale ale legilor naturii sunt valide intotdeauna. Nici un experiment sau sistem nu e cu nimic mai "special" relativ la legile de baza ale naturii.   

Din consideratiune fata de cititorii acestui forum, consider util a mentiona si accentua o nota de scpeticism privind corectitudinea explicatiei tale (in conditiile pe care tu le-ai formulat in problema). Cel mai probabil apele alea mai contin si altceva. 
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 15, 2010, 10:23:20 PM
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). Cineva da o explicatie?

Ai aici un tabel cu solubilitatea CO2 in apa:

Citathttp://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide_(data_page)

Solutia de K2CO3 solubilizeaza si mai mult CO2 decat solubilitatea CO2 in apa. Nu e nevoie de mai multe date decat sunt date. CO2 nu se dizolva in apa din aer cum ati presupus. Tocmai aici era ideea ca cineva sa aprofundeze putin problema si sa studieze mecanismul cum se absoarbe CO2 in  K2CO3 in ce conditii si ce compusi exista acolo. De asemenea trebuia sa cunoasca si modul cum influenteaza raportul CO3/HCO3 prezenta NH3. pH-ul bazic al solutiei este dat de NH3 in special si mai putin de K2CO3.

Din consideratiune fata de cititorii acestui forum, consider util a mentiona si accentua o nota de scpeticism privind corectitudinea explicatiei tale.
;D
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 15, 2010, 10:30:17 PM
Salut!

De asemenea cand dati explicatii copiate de pe google


CitatFormula 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.

incercati sa le redati corect:

CitatEquilibrium is established between the dissolved CO2 and H2CO3, carbonic acid.

(2) CO2 (l) + H2O (l)  H2CO3 (l)

This reaction is kinetically slow. At equilibrium, only a small fraction (ca. 0.2 - 1%) of the dissolved CO2 is actually converted to H2CO3. Most of the CO2 remains as solvated molecular CO2. As equation:

ecuatie pt K

In fact, the pKa most reported for carbonic acid (pKa1 = 6.37) is not really the true pKa of carbonic acid. Rather, it is the pKa of the equilibrium mixture of CO2 (l) and carbonic acid. Carbonic acid is actually a much stronger acid than this, with a true pKa1 value of 3.58. However these values are also temperature dependent.

Carbonic acid is a weak acid that dissociates in two steps[2].

(3) H2CO3 + H2O  H3O+ + HCO3-      pKa1  (25 °C) = 6.37
   
(4) HCO3- + H2O  H3O+ + CO32-        pKa2 (25 °C) = 10.25
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: silvi din Octombrie 15, 2010, 11:27:22 PM
Citat din: chimistul din Octombrie 15, 2010, 10:30:17 PM
Salut!

De asemenea cand dati explicatii copiate de pe google


CitatFormula 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.

incercati sa le redati corect:

CitatEquilibrium is established between the dissolved CO2 and H2CO3, carbonic acid.

(2) CO2 (l) + H2O (l)  H2CO3 (l)

This reaction is kinetically slow. At equilibrium, only a small fraction (ca. 0.2 - 1%) of the dissolved CO2 is actually converted to H2CO3. Most of the CO2 remains as solvated molecular CO2. As equation:

ecuatie pt K

In fact, the pKa most reported for carbonic acid (pKa1 = 6.37) is not really the true pKa of carbonic acid. Rather, it is the pKa of the equilibrium mixture of CO2 (l) and carbonic acid. Carbonic acid is actually a much stronger acid than this, with a true pKa1 value of 3.58. However these values are also temperature dependent.

Carbonic acid is a weak acid that dissociates in two steps[2].

(3) H2CO3 + H2O  H3O+ + HCO3-      pKa1  (25 °C) = 6.37
   
(4) HCO3- + H2O  H3O+ + CO32-        pKa2 (25 °C) = 10.25

Chimistule, nu stiu cine te crezi tu sa faci afirmatii asa... ca iti vine. Nu stiu care e problema ta ca eu desi sunt in liceu am cunostinte avansate de chimie, inclusiv chimie analitica. Eu detectez o mica sau mai mare frustrare. Nu am copiat datele alea sau le-am tradus sau whatever nicio clipa, le-am scris pentru ca le stiu si asta pentru ca le-am invatat! Si pentru ca le-ai gasit pe google inseamna ca sunt adevarate si ca am dreptate si ca ai gresit, iar problema, afirmatiile si ideile tale sunt incoerente. Sari de la o idee la alta, mai devreme spui ca daca aia carbonat acid mediul e acid si ca asta e raspunsul corect, apoi te trezesti dupa 2 zile sa zici ca apare nu stiu ce acid organic in minunata groapa. 
Daca eu acum incep sa scriu substante cu acronimi ca TsCl, LDA, DIBAL sau THF zici ca le copiez de undeva, ca eu nu am de unde sa stiu... ca sunt prost si caut pe google. Este acelasi lucru ca si cand ai cauta formula apei pe wiki, tot H2O gasesti! 

Inca o data subliniez faptul ca ce am zis este un adevar stiintific si ca se gaseste ACELASI lucru in n locuri, pentru ca asa este.

si inca ceva.. maine sau cand nu ai ce face, ia bicarbonat de sodiu si amesteca-l cu amoniac in raportul in care il ai tu in problema si baga o hartie de pH in ea sau un pH metru si iti zic ca 100% mediul este bazic.

Consider cele spuse de tine un atac la persoana mea si la moralitatea mea si il rog pe Adi sa modereze discutia!

Nu imi mai pierd timpul pe aici sa ma gandesc la o problema a carei rezolvare propusa de autor este ilogica desi si eu si florin_try demonstram cu date numerice solutia corecta si tu vii si te iei de explicatiile noastre ca tie nu-ti convin, chiar daca gandesti gresit.

Asta e inca un semn ca tara te vrea prost!

Edit: constantele de aciditate le-am luat din D.I. Seracu - Indreptar de Chimie Analitica, ed tehnica 89, asa ca poti sa verifici in carte daca ai vreo problema! Presupun ca o ai ca chimist profesionist:-?
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: florin_try din Octombrie 16, 2010, 02:14:06 AM
Citat din: chimistul din Octombrie 15, 2010, 10:23:20 PM
Solutia de K2CO3 solubilizeaza si mai mult CO2 decat solubilitatea CO2 in apa. .... CO2 nu se dizolva in apa din aer cum ati presupus. 

Nu uita insa ca iti trebuie o concentratie de circa 0.0148molCO2/l (sau 0.651gCO2/l solutie). Asta pare f. mult CO2 dupa cum si tu ai remarcat.
In acest context, este important de observat caci concentratiile de bicarbonat si NH3 date de tine sunt destul de mici (de ordin ppm sau mg/l) ca sa suspectez o crestere asa de mare [enorma] a solubilitatii CO2-ului.
Daca ai insa la indemina diagrame ale solubilitatii CO2 in solutii diluate NH3 + HCO3- poate te-ar ajuta sa verifici daca totusi solubilitatea CO2 poate creste asa mult la concentratii asa de diluate de NH3 si HCO3-. As fi foarte surprins insa sa ai asa mult CO2.

Otherwise, dupa cum ti s-a mai explicat pe acest forum, nu e posibil ca doar din bicarbonati si amoniac sa ajungi la pH de 6.7 .

  Sorry ca nu te-am putut ajuta mai mult.
  Best wishes.


 
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 16, 2010, 12:47:04 PM
Salut!

@ florin_try

CitatpH=6.7
Obtinem din ultima relatie:
[CO2_0] (adaugat) = .1480420857e-1 mol/l = .6513851771 g/l = 0.33litri gaz(c.n.) / litru solutie

Compozitia la acest pH este:
[NH4+]=.7755918632e-2  mol/l
[NH4OH]=.2185914869e-4  mol/l
[H2CO3]=31.638% * (CO2_0+k0) = .5251662562e-2 mol/l
[HCO3-]=68.342% * (CO2_0+k0) =.1134420545e-1 mol/l
[CO32-] = 0.019%  * (CO2_0+k0)   = .3212347587e-5 mol/l
[K+] =   .3589743590e-2    mol/l
[H+] = .1995262315e-6 mol/l

uitindu-ne la compozitia relativa intre carbonati(CO3/HCO3/H2CO3):
dominant este HCO3- cu 68.34% pe cind  CO32- este in raport de doar 0.019%.
Asadar se poate spune ca avem ionul HCO3- la acest pH.
In acest sens explicatia lui tery-cane  e OK in sensul ca la acest pH avem pentru amestecul dat HCO3 si f.f.f putin CO32-,
insa ramine o multime de CHO3- necompensat de NH4+.

calculele tale sunt corecte si cum ai spus si tu putem obtine pH acid. Cu precizarea ca CO2 nu se solubilizeaza in amestecul format in groapa din aer cum ai sugerat tu.


CitatSolutia aia ar atinge pH acid doar daca ai avea o cantitate f.f. mare de CO2 dizolvat (cam de 1000 ori mai mare decit limita de solubilitate a CO2 in apa la 1atm si temperatura camerei - am aratat asta anterior). Tu ai afirmat ca nu ai asa mult CO2 (de fapt am dedus din postarea ta ca CO2-ul ar fi undeva la limita saturatiei care e 1.2e-5mol/l).

Ar trebui asadar notat caci pe baza constantelor de hidroliza/aciditate/bazicitate a speciilor implicate (K2CO3, KHCO3,H2CO3,NH4OH) a legilor echilibrului chimic si a [CO2] dizolvat in solutie,NU se poate explica pH de 6.7 a solutiei tale, iar explicatia incercata de tine apare ca incorecta.

Nu ai putea sa solubilizezi atat de mult CO2 incat sa obtii mediu acid (avand in solutie si NH4+) din aer cum ai dorit tu sa deduci.  Co2 provine odata cu solutia de K2CO3/KHCO3 (retinut din gaze). Explicatiile tale in continuare incearca sa infirme existenta mediului acid aratand ca o solutie de K2CO3si/sau KHCO3 genereaza mediu bazic. Ai dreptate dar uiti de CO2 care exista in mediu. Eu am pus pe tava o problema reala unde trebuia sa incluzi indiciul ( provenite din procesul de spalare a CO2).  Doar citeste corect datele problemei si informeaza-te in prealabil de implica fiecare. Daca vrei probleme simple cu toate datele gasesti in culegerea de chimie. Aici e o problema reala in care trebuie sa gasesti tu datele lipsa.

@Silvi

CitatpH = (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

Sunt cuvintele tale scris emai sus. Ce spuneam eu mai sus legat d efaptul ca atunci cand dai citate de pe google ar trebui s ale redai corect se refera la faptul ca pKa=6.37 se refera la raportul dintre H2CO3 format si CO2 existent in apa
si nu poate fi denumita corect pKa1.

Ai aici si o sursa:

http://en.wikipedia.org/wiki/Carbonic_acid\

CitatCarbonic acid is diprotic: it has two protons, which may dissociate from the parent molecule. Thus there are two dissociation constants, the first one for the dissociation into the bicarbonate (also called hydrogen carbonate) ion HCO3−:

    H2CO3 is in equilibrium with HCO3− + H+
    Ka1 = 2.5×10−4 ; pKa1 = 3.60 at 25 °C.

This indicates that H2CO3 is a stronger acid than acetic acid and formic acid. Its high acidity reflects the influence of the electronegative oxygen substituent.

The second for the dissociation of the bicarbonate ion into the carbonate ion CO32−:

    HCO3− is in equilibrium with CO32− + H+
    Ka2 = 5.61×10−11 ; pKa2 = 10.33 at 25 °C and Ionic Strength = 0.0.

Care must be taken when quoting and using the first dissociation constant of carbonic acid. In aqueous solution carbonic acid only exists in equilibrium with carbon dioxide, and the concentration of H2CO3 is much lower than the dissolved CO2 concentration. Since it is not possible to distinguish between H2CO3 and dissolved CO2 (referred to as CO2(aq)) by conventional methods, H2CO3* is used to represent the two species when writing the aqueous chemical equilibrium equation. The equation may be rewritten as follows (c.f. sulfurous acid):

    H2CO3* is in equilibrium with HCO3− + H+
    Ka = 4.6×10−7(General Chemistry: An Integrated Approach Third Edition); pKa = 6.352 at 25 °C and Ionic Strength = 0.0.(NIST CRITICAL Database)

Whereas this pKa is quoted as the dissociation constant of carbonic acid, it is ambiguous: it might better be referred to as the acidity constant of dissolved carbon dioxide, as it is particularly useful for calculating the pH of CO2-containing solutions.


Deci pKa1= 3.6 si nicidecum 6.352 ceea ce arata ca acidul carbonic este un acid destul de puternic. in plus treapta a doua de disociere este mai putin prezenta sau aproape egala cu zero  ( vezi si calculele lui florin_try) deci explicatia ta empirica (in contradictie cu cunostintele tale avansate de chimie) cum ca pH ar fi o medie intre un pKa1 incorect si pKa2 aproape inexistent ma fac sa zambesc.
Si asa mai departe. Prin urmare nu te supara caci nu ai un motiv real. Nu ma intereseaza moralitatea ta si nici nu am facut un atac la persoana. Doar iti spun in continuare ca gresesti sustinand sus si tare ceea ce scrie in carte. Nu ca nu ar fi adevarat. Este adevarat dar nu gandesti putin mai incolo. Cum am spus la inceput. Solutia de K2CO3 provine din procesul de indepartare a CO2 deci ai un amestec de K2CO3/ KHCO3 precum si mult CO2 dizolvat (atat chimic cat si fizic). 


Si cateva concluzii din linkul de mai sus:

 
Citat* We see that in the total range of pressure, the pH is always largely lower than pKa2 so that the CO32− concentration is always negligible with respect to HCO3− concentration. In fact CO32− plays no quantitative role in the present calculation (see remark below).

se poate vedea din tabel cum CO32- variaza de la 10^-13 (primele valori) la 10^-11 ( constant sau aproape inexistent) iar HCO3- variaza de la 10^-9 la 10^-4

   
Citat* For vanishing pCO2, the pH is close to the one of pure water (pH = 7) and the dissolved carbon is essentially in the HCO3− form.

    *
CitatFor normal atmospheric conditions pCO2=3.5\times 10^{-4} atm), we get a slightly acid solution (pH = 5.7) and the dissolved carbon is now essentially in the CO2 form. From this pressure on, [OH−] becomes also negligible so that the ionized part of the solution is now an equimolar mixture of H+ and HCO3−.




   
Citat* For a CO2 pressure typical of the one in soda drink bottles (pCO2 ~ 2.5 atm), we get a relatively acid medium (pH = 3.7) with a high concentration of dissolved CO2. These features contribute to the sour and sparkling taste of these drinks.

   
Citat* Between 2.5 and 10 atm, the pH crosses the pKa1 value (3.60) giving a dominant H2CO3 concentration (with respect to HCO3−) at high pressures.

cum am spus si mai la inceput absorbtia CO2 se face la 25 bari deci specia dominanta este H2CO3. concluziile sunt evidente.


Citatsi inca ceva.. maine sau cand nu ai ce face, ia bicarbonat de sodiu si amesteca-l cu amoniac in raportul in care il ai tu in problema si baga o hartie de pH in ea sau un pH metru si iti zic ca 100% mediul este bazic.

ieri dupa masa  la lucru am facut asa cum mi-ai spus si ai perfecta dreptate. mediul este bazic. vai de mine. oare cum de nu mi-am dat seama si am facut o asemenea greseala teribila incat sa sustin ca ar putea fi mediu acid? sa imi rup diploma? ;D

repet iarasi datele problemei ca sa pricepi si tu:

Citat- solutie de carbonat de potasiu folosit la procesul de indepartare a CO2 dintr-un amestec de gaze

deci solutie de K2CO3 folosit it spalarea CO2. oare cum se spala CO2 cu K2CO3? in masina de spalat? nu. prin absorbtie fizica si chimica si rezulta un amestec de K2CO3/KHCO3 precum si CO2 dizolvat in solutie. care atunci cand este colectata din diferite puncte poate sa contina K2CO3 si/sau KHCO3 in diferite procente. Eu ti-am dat valoarea  K+ tu trebuia sa intuiesti celelate elemente ca sa explici cum apare mediu acid. dar tu vii sa demonstrezi ca nu se poate ca asa spune cartea. in lipsa CO2 nu s epoate obtine mediu acid. am spus-o si eu la inceput. Dar tu trebuia sa sesizezi ca este CO2 si cam care ar fi speciile de acolo si cine mai influenteaza mediul.

Apropo si cateva date ca sa vezi cum in aceleasi conditii de concentratie mediul poate fi atat acid cat si bazic ( in functie de raportul K2CO3/KHCO3 si de cat CO2 este dizolvat (care este dependent si de temperatura). In plus mediul bazic il da in special NH3.


   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
NH4+   104   115   100   116   114   75   80   90   135   100
K+   29   32   40   28   15   25   32   15   13   25
pH   6.32   7.09   6.85   7.2   6.75   8.66   8.7   6.98   6.93   7.9
ora    22   22   6   22   22   14   22   6   6   14
temp   13   11   11   12   11   22   18   10   8   20


pls fa o comparatie intre coloana 1 ai 10 (conc aproximativ egale) poti avea mediu atat acid cat si bazic. cred ca vorbesc in cunostinta de cauza si nu din carte sau povesti. 


   1   2   3   4   5   6   7   8
NH4+   86   90   100   35   30   18   15   14
K+   1650   2000   1400   800   620   250   200   190
pH   9.1   9.25   9.22   8.48   8.5   10   10.15   9.85
ora    14   14   6   14   22   6   14   22
temp   25   18   15   25   19   15   23   17

aici ai date de filtrarea solutiei K2CO3 si golirea filtrului si poti vedea cum desi conc K+ e f mare mediul desi ar trebui sa fie puternic bazic nu este deoarece exista f mult CO2 dizolvat. Pe masura ce timpul trece/solutia este golita (4-5-6) cantitatea de CO2 din solutie scade si mediul devine puternic bazic chiar si la concenbtratii mici ale NH4+ si K+ (fata de cele initiale)
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: florin_try din Octombrie 16, 2010, 07:31:32 PM
Citat din: chimistul din Octombrie 16, 2010, 12:47:04 PM
Eu am pus pe tava o problema reala unde trebuia sa incluzi indiciul ( provenite din procesul de spalare a CO2).  Doar citeste corect datele problemei si informeaza-te in prealabil de implica fiecare. Daca vrei probleme simple cu toate datele gasesti in culegerea de chimie. Aici e o problema reala in care trebuie sa gasesti tu datele lipsa.
Eu cred ca ar fi fost util sa precizezi cit mai exact problema. De exemplu nu e de presupus ca eu sa stiu detaliile tehnologice ale procesului de spalare, ca nu am mai facut chimie de vreo 9 ani. Iar faptul ca CO2 provine din spalare nu trebuia sa imi spuna nimic special, tu ar fi trebuit sa precizezi cit mai multe detalii despre procesul de spalare.
Hai sa iti dau un exemplu: Iata un text de problema data la o olimpiada de fizica:
http://ipho2009.smf.mx/downloads/exams/Theo1_Question_Final.pdf
Chiar si din enuntul problemei, un amator in fizica precum sunt eu, poate lua la cunostinta o multime de informatii utile despre aspectul ca luna se departeaza de pamint incet dar sigur. Iar problema in cauza e deasemeni foarte reala.

Citat
Eu am pus pe tava o problema reala unde trebuia sa incluzi indiciul ( provenite din procesul de spalare a CO2).
In linkul de mai sus (  http://ipho2009.smf.mx/downloads/exams/Theo1_Question_Final.pdf ) poti gasi o modalitate interesanta (si probabil atractiva) de formulare a problemelor reale. Faptul ca enuntul unei probleme este vag nu o face cu nimic mai interesanta sau mai dificila ci doar ... imprecis formulata.

Citat
Deci pKa1= 3.6 si nicidecum 6.352 ceea ce arata ca acidul carbonic este un acid destul de puternic.
Asa o fi, insa in apa trebuie folosita valoarea efectiva de 6.352 si nu cea de 3.6.
Daca vrei sa o folosesti pe cea de 3.6 atunci trebuie sa cunosti si constanta echilibrului
CO2(aq) + H2O = H2CO3(aq)
Daca o folosesti pe cea de 6.352 atunci echilibru de mai sus e inclus implicit si nu mai trebuie sa faci diferenta intre speciile CO2(aq) si H2CO3.
De asemeni, folosind pKa1 de 3.6 obtin pH aberant (ne-real) pentru sarurile KHCO2 si K2CO3.

Citat
            1        2       3       4       5      6      7      8       9      10
NH4+   104     115     100   116   114    75     80    90     135    100
K+       29      32       40     28     15    25      32    15     13      25
pH    6.32     7.09     6.85   7.2   6.75   8.66   8.7   6.98   6.93   7.9
temp   13     11       11      12      11     22     18     10     8       20

La ce presiune sunt aceste date?
Si sunt luate inainte sau dupa degazarea CO2?
Faptul ca masuratorile sunt la temperaturi diferite le face greu de interpretat caci solubilitateas CO2 in apa depinde sensibil de temperatura.
Seria data nu are nici un sens. Tot ce vad din seria data e ca variatia e aleatoare.
De exemplu: la comcentratii mici de K+ insumat cu NH4+ ai pH destul de bazic (coloana 6 ai 7) pentru ca la concentratii mai mari de component bazic (K+ si NH4+) solutia sa devina acida (col. 1, 5 chiar si 9). Insa si temperatura variaza (probabil asta explica degazarea de la col. 6, 7, 10 si mediul bazic?)
Prea multi parametri variezi deodata pentru a fi util...


In orice caz, din ce spui tu eu deduc caci nu raportul HCO3-/CO3 da mediul acid, ci cantitatea de CO2 in exces dizolvata.

Cu adevarat util (si interesant) in acest punct ar fi daca ne-ai spune si cit CO2 dizolvat ai solutiile acide (daca se poate determina).  Poti sa determini CO2-ul dizolvat?
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: silvi din Octombrie 16, 2010, 08:28:03 PM


Citat
Deci pKa1= 3.6 si nicidecum 6.352 ceea ce arata ca acidul carbonic este un acid destul de puternic.

sigur valoarea aia nu e masurata in apa.... acidul acetic de exemplu are pKa = 4.75 deci ar trebui sa fie mai slab ca acidul carbonic, si din contra, nu este!

Ok, poate pH-ul provine din concentratia efectiva a CO2 in apa aia, dar dioxidul de carbon fiind gaz, solubilitatea lui depinde de presiunea la care are loc spalarea ta 'in masina de spalat'. Oricum, raspunsul tau intial a fost gresit, pentru ca ai spus ca pH-ul depinde de raportul HCO3-/CO3 2- si noi ti-am demonstrat ca nu poti ajunge la pH acid cu un astfel de amestec. Daca ai in solutie CO2 bagat acolo pana la refuz lucrurile se schimba.
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 16, 2010, 10:00:46 PM
Salut!

Repet iarasi:

CitatIn 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). Cineva da o explicatie?

Va rog nu mai bateti saua sa priceapa calul ca nu as sti cum ar trebui sa fie mediul la un asemenea amestec. Chiar din enunt v-am spus ca ar trebui sa fie bazic dar totusi se intampla uneori sa fie acid. Si ceream o explicatie. Sunt toate datele aici. Doar trebuia sa deduci ca in solutia aia folosita in functie de compozitie K2CO3/ KHCO3 deci si CO32- si HCO3- ( care sunt in relatie directa cu cantitatea de CO2 din solutie)  poti avea mediu acid sau bazic. Asa ca raspunsul tau de mai jos e doar asa sa fie...

CitatOricum, raspunsul tau intial a fost gresit, pentru ca ai spus ca pH-ul depinde de raportul HCO3-/CO3 2-

CitatFaptul ca masuratorile sunt la temperaturi diferite le face greu de interpretat caci solubilitateas CO2 in apa depinde sensibil de temperatura.
Seria data nu are nici un sens. Tot ce vad din seria data e ca variatia e aleatoare.
De exemplu: la comcentratii mici de K+ insumat cu NH4+ ai pH destul de bazic (coloana 6 ai 7) pentru ca la concentratii mai mari de component bazic (K+ si NH4+) solutia sa devina acida (col. 1, 5 chiar si 9). Insa si temperatura variaza (probabil asta explica degazarea de la col. 6, 7, 10 si mediul bazic?)
Prea multi parametri variezi deodata pentru a fi util...

Indeed... ce as mai putea adauga.


CitatCu adevarat util (si interesant) in acest punct ar fi daca ne-ai spune si cit CO2 dizolvat ai solutiile acide (daca se poate determina).  Poti sa determini CO2-ul dizolvat?


Acum sa dau si o explicatie a modului de spalare a gzului de CO2. Poate asa pana la urma cineva va intelege. Intr-o coloana la 25 bari si 80 C gazul este barbotat in solutie de K2CO3 apoi trece prin cateva straturi de umplutura si  solutia absoarbe tot CO2 din gaz. Solutia contine acum K2CO3 f putin si KHCO3 f mult. Aceasta solutie este trimisa in alte doua coloane unde presiunea este de 1.5 respectiv 0.5 bari si CO2 se desoarbe datorita presiunii scazute cat si fierberii solutiei. Se obtin doua tipuri de solutie: - semiregenerata care contine atat K2CO3 cat si KHCO3 in cantitate mai mica
- solutie regenerata cu continut f mare de K2CO3. Aceste solutii sunt recirculate cu ajutorul pompelor pe diferite trasee intre utilaje. In mod controlat sau nu de pe platforma ajunge intr-o groapa solutie. Ea provine din diferite puncte. Poate fi numai K2CO3 sau KHCO2 sau amestec . In functie de cantitatile din fiecare (neinteresant pt mine) continutul lor in CO2 este diferit ( iarasi neinteresant pt mine). Deci pot avea fie mediu bazic fie mediu acid depinde care tip de solutie este dominanta. Adica raportul HCO3-/CO32- initial. Prezenta NH3 face ca mediul sa fie putin si mai complex. Se poate forma si carbamat. care nu intra in groapa. Se poate forma acolo. Si asa mai departe. Legat de datele din primul tabel ele sunt analize necesare pentru a putea evacua continutul si sunt foarte precise. Am pus si temperatura ca sa vedeti si dependenta de temperatura dar nu obligatoriu pentru ca amestecul initial de K2CO3/KHCO3 variaza de fiecare data cand se fac analizele. Nu este vorba de un amestec initial cu compozitie constanta  si in functie de variatia anumitor parametri ai sistemului obtinem mediu acid sau bazic cum vreti voi sa demonstrati. Era o intrebare simpla. Cu un raspuns simplu. Dat de tery_cane. Cum spuneam problemele reale sunt putin mai altfel decat alea din carte si cer si experienta practica rezultata din situatii particulare intalnite ajuta foarte mult. Bafta!
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: florin_try din Octombrie 17, 2010, 12:32:07 AM
 
OK, sa sumarizam cumva:
Deci inteleg ca suntem de acord caci cauza unui pH acid este cantitatea mare de CO2 dizolvat.
De asemeni cazusem de acord ca un amestec de CO32- / HCO3-  nu poate genera decit solutii bazice indiferent de raportul intre HCO3- /    CO32- si indiferent de cit NH3 mai adaugi in el. Ca sa ai ajungi la mediu acid din astfel de solutii trebuie sa ai in continut considerabil de CO2.

Din cite am inteles din ultima descriere, solutia bogata in HCO3- contine suficient de mult CO2 ca sa micsoreze pH pe la 6.7, dar pentru asta si cantitatea de CO32-  nu trebuie sa fie prea mare ca sa intoarca pH-ul la bazic.

Factorul de imprecizie care a lungit discutia a fost confuzia generata de claim-ul ca raportul CO32-  / HCO3- regleaaza pH-ul si il poate duce la acid, scapindu-se din vedere ca mediu acid e posibil DACA SI NUMAI DACA solutiile alea contin o multime de CO2 (o multime de CO2) dizolvat. . Estimativ iti spun caci CO2-ul necesar sa ajungi la pH de 6.7 e de 1000 ori mai mult decit se poate dizolva la echilibru in apa si cam de 5..8 ori mai putin decit CO2-ul din coca-cola (sau alte bauturi carbogazoase).

Insa inca e posibil sa nu am dreptate cu CO2-ul, deoarece fara confirmare experimentala tot ce am spus eu e IPOTEZA.
Un chimist ''worth its salt" ar face si ultimul pas in verificarea ipotezei cu excesul de CO2 si ar masura cit CO2 are in solutiile acide (daca e posibil). Daca obtine ceva de ordinul ≈0.01mol/l CO2, atunci explicatia propusa de mine ar fi suficienta. Daca insa o analiza experimentala corecta ar da 10-100 ori mai putin CO2 in solutiile alea acide atunci explicatia propusa cu CO2-ul nu e suficienta si alti factori trebuie luati in considerare. Ar fi fost asadar interesant de confirmat experimental care e CO2-ul din solutiile acide.


Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 17, 2010, 02:04:54 AM
Salut!

CitatDe asemeni cazusem de acord ca un amestec de CO32- / HCO3-  nu poate genera decit solutii bazice indiferent de raportul intre HCO3- /    CO32- si indiferent de cit NH3 mai adaugi in el. Ca sa ai ajungi la mediu acid din astfel de solutii trebuie sa ai in continut considerabil de CO2.

Ionul HCO3- se formeaza prin disocierea H2CO3 care la randul lui rezulta din CO2+H2O deci concentratia ionului HCO3- este dependenta de conc CO2 dizolvat in apa ( daca presupunem temp= ct atunci disociere= ct).Prin urmare exista o dependenta intre CO2 HCO3- si pH. Asta era raspunsul. Chiar trebuia sa inrosim tastatura?

PS. Legat de masurarea cantitatii de CO2 din solutia uzata metoda este putin mai complicata. Nici nu este necesara. Se urmareste tocmai raportul K2CO3/KHCO3 sau gradul de carbonatare care este un indiciu al eficientei spalarii. Solutia are un continut de aprox 32% K2CO3 total se imparte in doua tipuri:

- solutie regenerata cu: 320 t/h K2CO3 (20%) si KHCO3 (12%) - introdusa in vf coloanei
- solutie semiregenerata cu: 850 t/h K2CO3 (11%) si KHCO3 (19%) - introdusa la punctul de echilibru

Gazul contine aprox 17% CO2  iar dupa spalare CO2 mai este prezent 0.1%-0.2% (maxim). Prin urmare ai ceva date daca doresti sa verifici.   
Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: florin_try din Octombrie 17, 2010, 05:59:04 AM
Citat din: chimistul din Octombrie 17, 2010, 02:04:54 AM
- solutie regenerata cu: 320 t/h K2CO3 (20%) si KHCO3 (12%) - introdusa in vf coloanei
- solutie semiregenerata cu: 850 t/h K2CO3 (11%) si KHCO3 (19%) - introdusa la punctul de echilibru 

Dar aceste solutii sunt mult mult mai concentrate decit cele din groapa aia minune. In groapa aveai K+ in ppm (mult mai diluat), aici il au intre 10-20-30%.
Banuiesc ca se mai dilueaza in vre-o etapa?

Citat
Legat de masurarea cantitatii de CO2 din solutia uzata metoda este putin mai complicata. Nici nu este necesara.
S-ar putea ca in contextul procesului tehnologic implicat singura varianta sa fie suprasaturarea cu CO2 in groapa aia.
Cu toate astea, daca ar fi fost simplu de vazut cit CO2 contin apele din groapa atunci ai fi avut confirmare directa ca ipoteza data de noi cu CO2 suprasaturat ar fi fost OK.


PS: Din curiozitate: stii cumva cum variaza pHul unei ape acide in timp? (sau la incalzire?). Creste? Daca devine bazic )de la 6.7 la 7 si un pic) atunci as putea banui ca era un gaz care a plecat.


Titlu: Re: Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate
Scris de: chimistul din Octombrie 17, 2010, 01:30:09 PM
Salut!

Cantitatile de solutie care ajung in groapa sunt mici. Sunt scapari din diferite puncte sau deversari controlate in cantitati mici.

Nu trebuie sa banuiesti ca este un gaz implicat. Chiar este! ;)