Provocare despre chimia groapei de evacuare a apelor uzate

[chimistul]

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!

[florin_try]

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. 

[chimistul]

Salut!

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?

Ai aici un tabel cu solubilitatea CO2 in apa:

http://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.

[chimistul]

Salut!

De asemenea cand dati explicatii copiate de pe google

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.

 incercati sa le redati corect:

Equilibrium 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

[silvi]

Salut!

De asemenea cand dati explicatii copiate de pe google

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.

 incercati sa le redati corect:

Equilibrium 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:-?

[florin_try]

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.


 

[chimistul]

Salut!

@ florin_try

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+.

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.

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 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

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

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\

Carbonic 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:

 

* 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

   

* 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.

    *

For 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−.

   

* 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.

   

* 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.

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.

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?

repet iarasi datele problemei ca sa pricepi si tu:

- 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)

[florin_try]

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.

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.

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.
 

            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?

[silvi]

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.

[chimistul]

Salut!

Repet iarasi:

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?

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...

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

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...

Indeed... ce as mai putea adauga.

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?

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!

[florin_try]

 
 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 CO3^2- / HCO3-  nu poate genera decit solutii bazice indiferent de raportul intre HCO3- /    CO3^2- 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 CO3^2-  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 CO3^2-  / 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.
 

 

[chimistul]

Salut!

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.

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.   

[florin_try]

- 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?

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.

 

[chimistul]

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!