砷酸銅和砷酸鉛的溶解度和穩(wěn)定性.pdf

1、在一般條件下，大多數(shù)的金屬砷酸鹽都是難溶化合物，它們的溶解度和穩(wěn)定性在很大程度上決定了自然環(huán)境的含砷水平。人們對難溶砷化合物進(jìn)行了大量的研究，并主要集中在鈣、鋇和鐵的砷酸鹽研究，砷酸銅鹽和砷酸鉛鹽的研究相對較少。本文在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，初步研究了Cu/As摩爾比、Pb/As摩爾比和pH值對砷酸銅鹽和砷酸鉛鹽形態(tài)的影響。并通過沉淀和溶解平衡實(shí)驗(yàn)，對平衡系統(tǒng)中砷酸銅鹽和砷酸鉛鹽進(jìn)行PHREEQC程序模擬計(jì)算和熱力學(xué)分析，計(jì)算各種砷酸銅鹽

2、和砷酸鉛鹽的溶度積(K<,sp>)和生成自由能(△G<,f><'o>)。沉淀和溶解實(shí)驗(yàn)中，砷酸銅鹽和砷酸鉛鹽的類型采用X射線衍射和掃描電鏡分析等方法鑒別，溶液中As、Cu和Pb的濃度采用原子吸收分光光度法測定。研究結(jié)論如下： (1)對實(shí)驗(yàn)生成的砷酸銅鹽進(jìn)行分析鑒別后，確定本次實(shí)驗(yàn)中的砷酸銅鹽主要有Cu<,3>(AsO<,4>)<,2>、KCu<,3>H(AsO<,4>)<,2>(OH)<,2>、KCu<,3>(OH)<,2>(

3、AsO<,4>)(HAsO<,4>)和Cu<,5>(AsO<,4>)<,2>(HAsO<,4>)<,2>·9H<,2>O四種類型。Cu/As摩爾比為1.0，平衡pH=3.35～3.46時，生成的砷酸銅鹽主要是Cu<,3>(AsO<,4>)<,2>和少量的KCu<,3>H(AsO<,4>)<,2>(OH)<,2>；Cu/As摩爾比為1.5，平衡pH=7.01～7.43時，生成的砷酸銅鹽是KCu<,3>(OH)<,2>(AsO<,4>)(H

4、AsO<,4>)：Cu/As摩爾比為2.5和3.0，平衡pH=10.88～11.21時，生成的砷酸銅鹽是Cu<,5>(AsO<,4>)<,2>(HAsO<,4>)<,2>·9H<,2>O。 (2)實(shí)驗(yàn)鑒定的幾種砷酸銅鹽KCu<,3>H(AsO<,3>)<,3>(OH)<,3>、KCu<,3>(OH)<,3>(AsO<,4>)(HAsO<,4>)、Cu<,3>(AsO<,4>)<,2>和Cu<,5>(AsO<,4>)<,2>·9

5、H<,2>O的溶度積分別等于10<'-57.47>，10<'-50.29>、10<'-43.99>和10<'-77.55>。相應(yīng)的生成自由能為-2026.22 kJ/mol、-2051.40 kJ/mol、-1351.39 kJ/mol和-4975.30kJ/mol。 (3)對實(shí)驗(yàn)生成的砷酸鉛鹽進(jìn)行分析鑒別后，確定本次實(shí)驗(yàn)中的砷酸鉛鹽主要有PbHAsO<,4>、Pb<,3>(AsO<,4>)<,2>、Pb<,5>(AsO<,4

6、>)<,3>OH和Pb<,8>As<,2>O<,13>四種類型。Pb/As摩爾比為1.0，平衡pH=3.69～5.15時，生成的砷酸鉛鹽是PbHAsO<,4>：Pb/As摩爾比為1.5，平衡pH=12.33-12.43時，沉淀實(shí)驗(yàn)生成的砷酸鉛鹽是Pb5(AsO<,4>)<,3>OH，平衡pH=6.99-7.33時，溶解實(shí)驗(yàn)生成的砷酸鉛鹽是PbHAsO<,4>和Pb<,3>(AsO<,4>)<,2>的混合物；Pb/As摩爾比為1.67，平

7、衡pH=11.57～12.76時，生成的砷酸鉛鹽是Pb5(AsO<,4>)<,3>OH：Pb/As摩爾比為2.0，平衡pH=11.55～12.92時，生成的砷酸鉛鹽主要是Pb5(AsO<,4>)<,3>OH和少量的PbgAs2013。 (4)實(shí)驗(yàn)鑒定的砷酸鉛鹽PbHAsO<,4>、Pb<,3>(AsO<,4>)<,2>和Pb<,5>(AsO<,4>)<,3>OH的溶度積分別為10<'-10.7>、10<'-33.83>和10<