聚合氯化鋁鋁鹽的水解過(guò)程
聚合氯化鋁所有金屬陽(yáng)離子不論以何種藥劑形態(tài)圖投加，它們?cè)谒卸家匀齼r(jià)鋁[Al(Ⅲ)]和三價(jià)鐵[Fe(Ⅲ)]的各種化合物存在。以鋁鹽為例，在水溶液中即使Al(Ⅲ)以單純離子狀態(tài)存在，也不是Al3+而是以Al(H2O)63+,水合鋁絡(luò)合離子狀態(tài)存在。
聚合氯化鋁當(dāng)pH值<3時(shí)，在水中這種水合鋁絡(luò)離子將是主要形態(tài)，如pH升高，水合鋁絡(luò)離子就會(huì)發(fā)生配位水分子離解(即水解過(guò)程)，生成各種羥基鋁離子，pH值再升高，水解逐級(jí)進(jìn)行，從單核單羥基水解成單核三羥基，最終將產(chǎn)生氫氧化鋁化學(xué)沉淀物而析出。 實(shí)際上的反應(yīng)比上面的反應(yīng)還要復(fù)雜得多，當(dāng)pH>4值時(shí)，羥基羥離子增加，各離子的羥基之間可發(fā)生架橋連接(羥基架橋)產(chǎn)生多核羥基絡(luò)合物，也即高分子縮聚反應(yīng)。 從生成物[Al2(OH)2(H2O)5]4+還可進(jìn)一步被羥基架橋成[Al3(OH)4(H2O)10]5+。與此同時(shí)，生成的多核聚合物還會(huì)繼續(xù)水解。所以水解與縮聚兩種反應(yīng)交錯(cuò)進(jìn)行，最終結(jié)果產(chǎn)生聚合度極大的中性氫氧化鋁。當(dāng)基數(shù)量超過(guò)其溶液度時(shí)，即析出氫氧化鋁沉淀物。
根據(jù)以上所述，在聚合氯化鋁整個(gè)反應(yīng)中，像Al3+、Al(OH)2+、Al(OH)3、Al(OH)4-等簡(jiǎn)單成分以及多種聚合離子，如[(Al(OH)14]4+、[A17(OH)17]4+、[Al8(OH)20]4+、[Al13(OH)34]5+等成分，都會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，它們必然會(huì)對(duì)混凝過(guò)程起作用，共中高價(jià)的聚合正價(jià)離子對(duì)中和粘土膠粒的負(fù)電荷，以及壓縮其雙電層的能力都很大，促進(jìn)了混凝。 當(dāng)產(chǎn)生無(wú)機(jī)聚合物帶有負(fù)價(jià)離子時(shí)，不可能靠電荷中和作用，而主要靠吸附架橋的作用使粘土膠粒脫穩(wěn)。
所有金屬陽(yáng)離子不論以何種藥劑形態(tài)圖投加，它們?cè)谒卸家匀齼r(jià)鋁[Al(Ⅲ)]和三價(jià)鐵[Fe(Ⅲ)]的各種化合物存在。以鋁鹽為例，在水溶液中即使Al(Ⅲ)以單純離子狀態(tài)存在，也不是Al3+而是以Al(H2O)63+,水合鋁絡(luò)合離子狀態(tài)存在。
當(dāng)pH值<3時(shí)，在水中這種水合鋁絡(luò)離子將是主要形態(tài)，如pH升高，水合鋁絡(luò)離子就會(huì)發(fā)生配位水分子離解(即水解過(guò)程)，生成各種羥基鋁離子，pH值再升高，水解逐級(jí)進(jìn)行，從單核單羥基水解成單核三羥基，最終將產(chǎn)生氫氧化鋁化學(xué)沉淀物而析出。 實(shí)際上的反應(yīng)比上面的反應(yīng)還要復(fù)雜得多，當(dāng)pH>4值時(shí)，羥基羥離子增加，各離子的羥基之間可發(fā)生架橋連接(羥基架橋)產(chǎn)生多核羥基絡(luò)合物，也即高分子縮聚反應(yīng)。 從生成物[Al2(OH)2(H2O)5]4+還可進(jìn)一步被羥基架橋成[Al3(OH)4(H2O)10]5+。與此同時(shí)，生成的多核聚合物還會(huì)繼續(xù)水解。所以水解與縮聚兩種反應(yīng)交錯(cuò)進(jìn)行，最終結(jié)果產(chǎn)生聚合度極大的中性氫氧化鋁。當(dāng)基數(shù)量超過(guò)其溶液度時(shí)，即析出氫氧化鋁沉淀物。
根據(jù)以上所述，在聚合氯化鋁整個(gè)反應(yīng)中，像Al3+、Al(OH)2+、Al(OH)3、Al(OH)4-等簡(jiǎn)單成分以及多種聚合離子，如[(Al(OH)14]4+、[A17(OH)17]4+、[Al8(OH)20]4+、[Al13(OH)34]5+等成分，都會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，它們必然會(huì)對(duì)混凝過(guò)程起作用，共中高價(jià)的聚合正價(jià)離子對(duì)中和粘土膠粒的負(fù)電荷，以及壓縮其雙電層的能力都很大，促進(jìn)了混凝。 當(dāng)產(chǎn)生無(wú)機(jī)聚合物帶有負(fù)價(jià)離子時(shí)，不可能靠電荷中和作用，而主要靠吸附架橋的作用使粘土膠粒脫穩(wěn)。
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