聚合氯化鋁中鋁形態(tài)表征方法-逐時(shí)絡(luò)合比色法

     聚合氯化鋁是一種很普通的化學(xué)產(chǎn)品，聚合氯化鋁一般用于水處理方面的比較多，今天我們就來學(xué)習(xí)下聚合氯化鋁的相關(guān)知識。聚合氯化鋁中鋁形態(tài)表征方法鋁在水解聚合過程中形態(tài)分布復(fù)雜,雖然多種化學(xué)和儀器分析方法均已應(yīng)用于其形態(tài)分布的研究,但目前尚沒有任何儀器和方法能夠全面準(zhǔn)確地檢測出水解鋁溶液中各種水解聚合形態(tài)。在目前所采用的研究方法中,主要應(yīng)用的是 Al-Ferron逐時(shí)絡(luò)合比色法、2 AI NMR法、激光光子相關(guān)光譜法、凝膠色譜法、小角度X射線衍射法等。逐時(shí)絡(luò)合比色法逐時(shí)絡(luò)合比色法是一種比較快速的鋁形態(tài)分析方法,目前比較實(shí)用的應(yīng)認(rèn)為是 Smith在1971年改進(jìn)提出用于聚合氯化鋁的逐時(shí)絡(luò)合比色法(1)基本原理聚合氯化鋁溶液中不同鋁形態(tài)與 Ferron間的絡(luò)合反應(yīng)主要是 Ferron試劑的磺酸基官能團(tuán)與聚合氯化鋁中羥基基團(tuán)競爭鋁離子的解離-絡(luò)合反應(yīng),因此其逐時(shí)絡(luò)合反應(yīng)速度在某種意義上反映了聚合氯化鋁溶液的形態(tài)分子大小及羥基結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化狀況。當(dāng)B增大時(shí),聚合鋁的結(jié)構(gòu)單元也相應(yīng)增大,由低聚合態(tài)向中、高聚合態(tài)逐漸發(fā)展,并由線型結(jié)構(gòu)向核環(huán)狀面形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化,從而導(dǎo)致 Ferron對羥基聚合鋁結(jié)構(gòu)中的鋁原子的解離絡(luò)合反應(yīng)難以順利進(jìn)行,反應(yīng)逐漸減慢。 Smith基于不同鋁水解形態(tài)與 Ferron試劑的絡(luò)合速度不同而將鋁水解形態(tài)大致分為3種類型:a.與 Ferron試劑瞬時(shí)反應(yīng)(時(shí)間t=0)的是單體形態(tài),即Ala;b.緩慢反應(yīng)的是聚合態(tài),即Ab,它服從級反應(yīng)動(dòng)力學(xué);c.未反應(yīng)或極慢反應(yīng)的為惰性形態(tài),即Al,可以認(rèn)為是溶膠態(tài)或凝膠物。這3種類型反應(yīng)可以概括為:AlT=Ala+Al+Al(1-6)
　　這種分類法雖尚較粗略,但一般認(rèn)為Al部分是凝聚混凝能力的,此概念的應(yīng)用對混凝理論研究和混凝劑研制都具有重要意義。逐時(shí)絡(luò)合比色法不但可以用于聚合氯化鋁溶液形態(tài)的表征,而且可以用于水處理混凝劑投加后的鋁形態(tài)研究。
　　(2)Al- Ferron逐時(shí)絡(luò)合比色法的影響因素Al-Ferron比色法可以間接反映聚合氯化鋁形態(tài)分布的基本特征,尤其適用于濃度低于NMR檢測限的土壤和天然水中的鋁形態(tài)鑒定。影響分析結(jié)果的主要因素如下。
　?、贉囟仍摲椒▽囟让舾?測定時(shí)要保持恒溫②干擾物主要來自其他有機(jī)配位體、Fe3+、Mn2+等。
　?、巯♂尵酆下然X溶液稀釋和 Ferron試劑的加入,都將破壞原有溶液的平衡,引起形態(tài)變化。
　?、茉噭┡浞讲捎肗aAc和NH2OH·HC作緩沖溶液時(shí),由于NH2OH·HCl的還原作用, Ferron試劑特征峰隨時(shí)間延長而降低,宜在混合后第5~25天內(nèi)使用。
　?、莼旌蠣顟B(tài)單體和聚合形態(tài)的鋁與 Ferron試劑之間,為快速競爭反應(yīng),混合狀況對反應(yīng)結(jié)果具有一定影響,因此,在比色分析前,應(yīng)保證Ferron試劑和試樣達(dá)到均勻混合。
　　⑥離子強(qiáng)度由于離子強(qiáng)度對絡(luò)合反應(yīng)的影響,單體鋁與 Ferron反應(yīng)速率常數(shù)隨總鋁濃度升高而降低。