2009 01 02 1615

O. W iMłi S. J. DullY I'Amur ittufowuŁ*. ^.rujw 2U)? ISBN ttK-MW-UW-).* O by PWN 2040

330

13.

Metale i pólmetale w hydrosferze

Obliczymy teraz stężenia równowagowe czterech postaci, przedstawionych w podanych równaniach, w czystej wodzie o pH 7.00. Odpowiednie równowagi i wartości stałych równowag są następujące:

K_s = 1.6-10^-39 K_dl =6.3 - I0"³ K,2 = 3.2 • lO"⁴ K,_a= 1.3 10 ^?

(13.3)

(13.4)

(13.5)

(13.6)

Fc(0H).t^±Fc^?+ + 3 0H-Fc^?+ + 2 H₂0 ^ FcOH²⁺ -f H tO⁺ FcOH²⁺ + 2 H_;0 = Fe(OH)t + H<CT 2 Fc'⁺ + 4 H_;0 ^ Fc>(OH)^ + 2 H,0"

Ponownie należy zwrócić uwagę na fakt, że woda hydratacyjna związana z żelazem nic została tutaj uwidoczniona.

PRZYKŁAD 13.1

Stężenie różnych postaci żelaza w czystej wodzie

Na podstawie równania (13.3) możemy napisać lFe*][OH-)³ = k,

[Fe^,+l[10-’^,oor = 1.6 • 10""’

(Fe**) — 1.6-10-“ mol L-¹

a na podstawie równania (13.4)

= 6,3- 10 ’ mol l.

[FcOH-*l[H,OM

(Fe*

Po podstawieniu wartości |Fe‘‘] obliczonej powyżej otrzymujemy

[FeOH^:‘l =

6.3 • 10 ³• 1.6- 10”*

1.0 10 ^T

= 1,0- 10"¹³ mol L~‘

Podobnie dokonaliśmy obliczenia stężeń równowagowych dwóch następnych jonów żelaza: (FelOHtf) = 3,2 • 10-'° mol L"'

[Fc,<OH>^] = 3.3 • 1<r^:? mol • L^-'

A zatem całkowite stężenie różnych akwakompleksów Fe’” w wodzie o pH 7.00 wynosi 3,2 ■ 10 mol I. ¹ (= 0,018 ppb), a najważniejszą jego postacią jest Fc(OH)j.

Związki żclaza(ITI) są więc wyjątkowo trudno rozpuszczalne w czystej wodzie. Rozpuszczalność ulega istotnemu zwiększeniu, gdy obecne są ligandy tworzące trwałe kompleksy. W hydrosferze te ligandy często pochodzą z naturalnej materii organicznej (NMO) obecnej w wodzie. Na ogół jednak proste związki żelaza)II) są lepiej rozpuszczalne niż odpowiednie związki żelaza(III). Dlatego leż warunki redukujące z małą wartością p£ prowadzą do wzrostu stężenia tego pierwiastka w hydrosferze. Powróćmy do rys. 10.Z.1, z którego wynika, żc najważniejszymi postaciami zclaza w hydrosferze