磷酸是强酸吗 磷酸是几元酸


如何准确调整500吨pH10水的酸碱度?需要多少磷酸?

在昨日午休时,我接到了一个电话,电话中的信息在梦境中断断续续,但其中一个数字却清晰地浮现在我脑海里——“500吨pH10的水,调整酸碱度至中性,需要用到磷酸。”他们的计算显示只需要3公斤磷酸。这让我产生了疑问:他们的计算到底是否准确?为了弄清楚这个问题,也为了帮助大家解答类似的疑惑,下面我们将详细解析一下。

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了解土壤酸碱度的重要性

土壤的酸碱度是影响植物生长和土壤健康的重要因素。它由土壤中的氢离子(H

)和氢氧根离子(OH

)的相对浓度决定。酸碱度的测量通常使用pH值来表示,pH值的范围从0到14,其中pH值小于7表示酸性,大于7表示碱性,pH值为7则表示中性。我国对土壤的酸碱度有详细分类,从强酸性(

9.5)不等。

土壤碱性的形成机理

碱性土壤的形成主要与碱性物质的水解反应有关,这些碱性物质包括钙、镁、钠的碳酸盐及重碳酸盐。这些物质的水解会产生氢氧根离子,从而使土壤变得碱性。土壤中的胶体表面也可以吸附交换性钠,这也会对土壤的碱性产生影响。

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pH与酸碱度的关系

根据国家标准《水质 PH值的测定 玻璃电极法》(GB 6920-1986)的定义,pH值是用来描述溶液中氢离子浓度的无量纲量。其计算公式为:

pH(X)=pH(S)+(Es—Ex)F/(RTln10)

其中,pH(X)表示溶液X的pH值,pH(S)为标准pH溶液的pH值,Es和Ex为电池的电动势。这种定义虽然在实际应用中较为实用,但在物质浓度小于0.1 mol/dm

的稀薄水溶液中,pH值可以用以下公式近似:

pH=-Log10[C(H

)]±0.02

在这里,C(H

)代表氢离子的浓度。若氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,溶液则表现为酸性;若氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,则表现为碱性。

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标准pH溶液的配置

为了准确测量pH值,通常使用三种标准溶液来校准仪器,分别为酸性、中性和碱性标准溶液。例如,pH9.18的碱性标准溶液可通过将3.80克硼砂溶于水中,稀释至1升来配制。

pH10的水中氢氧根离子的浓度

对于pH10的水来说,其氢氧根离子的浓度大约为0.0001 mol/L。根据这一浓度,所需的氢离子浓度也是0.0001 mol/L,因此需要使用pH值为4的酸性溶液来中和这些氢氧根离子。

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500吨pH10水的中和需求

关键问题在于:500吨pH10的水需要多少磷酸来中和?如果考虑到氢氧根的浓度为0.0001 mol/L,那么理论上需要500吨pH=4的磷酸来完成中和。

磷酸的浓度及计算

磷酸(H

PO

)是一种常见的无机酸,其分子量为97.994,通常以三步电离的中强酸形式存在。根据一些资料,1%的磷酸溶液的pH大约为1.5。通过换算,0.005%的磷酸溶液pH大约为4。1公斤的饱和磷酸可以稀释成20吨pH=4的磷酸溶液,这意味着500吨pH=4的磷酸溶液大约需要25公斤磷酸。

以上计算仅为理论值。实际情况中,水中的钙、镁离子及有机物质的存在,以及空气中二氧化碳的影响,都可能导致所需的磷酸量远超理论值。在实际应用中,建议先进行小规模的中和实验,以确定准确的需求量。

盐碱地改良的复杂性

在盐碱地改良过程中,必须首先明确土壤的盐碱性质,然后再进行相应的改良措施。酸碱平衡的调整需要综合考虑各种因素,以确保改良效果达到预期。

特别提示

:本文部分内容摘自《盐碱地改良技术实用问答及案例分析》,该书由梁飞、李智强、张磊主编,2018年11月由中国农业出版社出版。

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