反應(yīng)原理
聚合氯化鋁(PAC)是一種無機(jī)高分子混凝劑,其主要成分是鋁的水解聚合物,溶液中存在鋁離子。碳酸氫鈉是一種弱酸鹽,在溶液中會電離出碳酸氫根離子。
當(dāng)聚合氯化鋁和碳酸氫鈉混合時,鋁離子會與碳酸氫根離子發(fā)生雙水解反應(yīng)。鋁離子水解使溶液呈酸性,碳酸氫根離子水解使溶液呈堿性。由于一個水解呈酸性,一個水解呈堿性,它們相互促進(jìn),反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀、二氧化碳?xì)怏w和氯化鈉。
反應(yīng)現(xiàn)象
產(chǎn)生沉淀:反應(yīng)過程中會出現(xiàn)白色絮狀沉淀,這是因為生成了氫氧化鋁。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,沉淀量會逐漸增多。
產(chǎn)生氣泡:同時會有氣泡產(chǎn)生,這是二氧化碳?xì)怏w逸出的現(xiàn)象??梢酝ㄟ^將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中來驗證,澄清石灰水會變渾濁,證明產(chǎn)生的氣體是二氧化碳。
在不同領(lǐng)域的應(yīng)用及作用
水處理方面:這種反應(yīng)在水處理中有一定的應(yīng)用。氫氧化鋁沉淀可以吸附水中的懸浮顆粒和部分膠體物質(zhì),起到混凝沉淀的作用,從而凈化水質(zhì)。例如,在處理含有泥沙、藻類等雜質(zhì)的地表水時,利用這個反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧化鋁沉淀有助于去除這些雜質(zhì),降低水的濁度。
生成的二氧化碳?xì)怏w在一定程度上可以調(diào)節(jié)水體的酸堿度,使處理后的水 pH 值更接近中性,減少對后續(xù)水處理設(shè)備的腐蝕。
在化工生產(chǎn)中的作用:這個反應(yīng)可以作為一種制備氫氧化鋁的方法。在一些對氫氧化鋁純度要求不是特別高的化工生產(chǎn)過程中,可以通過控制聚合氯化鋁和碳酸氫鈉的用量和反應(yīng)條件來制備氫氧化鋁。
反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳可以進(jìn)行回收利用,用于一些需要二氧化碳參與的化工合成反應(yīng),如生產(chǎn)碳酸鈉等。