供應(yīng)

氯化鑭與磷酸氫根和碳酸根的反應(yīng)原理

一、 與磷酸氫根（HPO???）的反應(yīng)

1. 核心原理與方程式

磷酸氫根（HPO???）是一個兩性離子，既可作為酸（給出質(zhì)子H?），也可作為堿（接受質(zhì)子H?）。它與La?? 的反應(yīng)，本質(zhì)上是La?? 作為硬酸，優(yōu)先與HPO??? 中的氧原子（硬堿）配位，形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，最終沉淀為磷酸鑭（LaPO?）。

化學(xué)方程式：

LaCl? (aq) Na?HPO? (aq) → LaPO? (s) ↓ 2NaCl (aq) HCl (aq)

這個方程式表明，反應(yīng)會生成鹽酸（HCl），使溶液的pH值降低。

離子方程式：

La?? (aq) HPO??? (aq) ? LaPO? (s) ↓ H? (aq)

2. pH 值的關(guān)鍵作用

這個反應(yīng)對pH值極其敏感，主要體現(xiàn)在以下幾點：

反應(yīng)的pH范圍：反應(yīng)通常在弱酸性至中性條件下進(jìn)行（pH ≈ 4-7）。

pH 過低（強(qiáng)酸性）：如果溶液中H?濃度過高，H?會與HPO???反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為更質(zhì)子化的形式：

HPO??? H? → H?PO??

這會導(dǎo)致溶液中自由的PO???或HPO???濃度急劇下降，使得La??無法有效沉淀，甚至不產(chǎn)生沉淀。

pH 過高（堿性）：如果溶液中OH?濃度過高，La??會優(yōu)先與OH?反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鑭（La (OH)?）沉淀：

La?? (aq) 3OH? (aq) → La(OH)? (s) ↓

這會干擾目標(biāo)產(chǎn)物L(fēng)aPO?的生成，導(dǎo)致產(chǎn)物不純。

最佳實踐：為了獲得純凈的LaPO?沉淀，通常會使用緩沖溶液（如醋酸-醋酸鈉緩沖液）來精確控制反應(yīng)體系的pH值，或者在滴加過程中緩慢調(diào)節(jié)pH，以確保反應(yīng)按預(yù)期進(jìn)行。

二、 與碳酸根（CO???）的反應(yīng)

1. 核心原理與方程式

碳酸根（CO???）是一個強(qiáng)堿，極易從水中奪取質(zhì)子生成碳酸氫根（HCO??）和碳酸（H?CO?）。它與La??的反應(yīng)非常迅速且徹底，生成難溶的碳酸鑭（La?(CO?)?）。

化學(xué)方程式：

2LaCl? (aq) 3Na?CO? (aq) → La?(CO?)? (s) ↓ 6NaCl (aq)

離子方程式：

2La?? (aq) 3CO??? (aq) → La?(CO?)? (s) ↓

2. pH 值的關(guān)鍵作用

碳酸根的強(qiáng)堿性決定了其反應(yīng)的pH環(huán)境：

反應(yīng)的pH范圍：反應(yīng)在中性至強(qiáng)堿性條件下進(jìn)行。

CO???的水解：CO???在水中會發(fā)生強(qiáng)烈的水解：

CO??? H?O ? HCO?? OH?

這使得含有CO???的溶液本身就呈堿性。

pH 過低（酸性或弱酸性）：如果溶液呈酸性，H?會與CO???反應(yīng)，使其分解：

CO??? 2H? → H?O CO? (g) ↑

二氧化碳（CO?）氣體的逸出會導(dǎo)致溶液中CO???濃度迅速降低，可能無法生成La?(CO?)?沉淀，或者沉淀溶解。

最佳實踐：為了確保La??完全沉淀，通常會使用稍過量的Na?CO?溶液，這不僅能提供充足的CO???，還能維持溶液的堿性環(huán)境，抑制La (OH)?的生成（盡管在強(qiáng)堿性下仍需小心控制）。

在污水除磷工藝中，氯化鑭的作用是將水溶性的磷“固定”成不溶于水的磷酸鑭，而真正的“消除”是通過絮凝沉淀等物理手段將其從水體中分離出來，并最終隨污泥進(jìn)行妥善處理和處置。

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