主题:【第六届原创】新型肥料聚磷酸铵的研究-自创方法测算其金属离子络合物的配位数及不稳定常数

浏览0 回复8 电梯直达
绿洲
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进行这项计算的最根本的目的是,希望通过理论计算,指导生产实际中微量元素的添加量,避免每个配方都重复进行实验。进一步的,是在聚磷酸铵、磷酸一铵的比例为给定值时,添加最大量的七水硫酸锌,而不致产生沉淀。

计算过程中遇到的大问题有如下几个 :一,理论基础差,直到现在,我还不敢保证所有计算中使用的关于络合物的理论是完全正确的;二,聚磷酸铵是一种混合物,我们使用的是水溶性聚磷酸铵,由二聚体、三聚体、四聚体……组成,n(聚合度)最高不超过20,论坛里初晶古恒老师指出,不同聚合度的聚磷酸铵,其络合能力是不一样的,我在处理中,忽略了这一因素,而是把聚磷酸铵当成某一分子量的“纯物质”,不知道这个近似对最终结果的影响有多大;三,聚磷酸铵-锌络合物的组成不确定,我在论坛里的上一个帖子http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20120716/4144753/ 中,认为聚磷酸铵与锌离子是11反应,但是在后面的实验和计算中,我又推翻了这个假设。在本文里我对聚磷酸铵-锌络合物的配位数进行了探讨,尚且不敢打包票说是正确的。我参考了马娟等的“水溶性聚磷酸铵制备微量元素螯合物的实验研究”,对聚磷酸铵-锌络合物的配合物有一定的指导,但是不能彻底解决上述问题。

背着这“三座大山”,我再度开始了实验与计算。



我的思路如下:根据各物质的添加量,计算出溶液中“聚磷酸根”、磷酸根(认为磷酸一铵完全解离)、锌离子的表观浓度(mol/L)(不知道表观浓度这个词语用的对不对啊),认为溶液中的磷酸根全部是游离的,根据磷酸锌的离子积(9.0*10^-33),计算出溶液中游离锌离子的浓度A,全部的锌离子减去游离的锌离子,就是参与络合反应的锌离子B;再根据锌离子与聚磷酸铵络合的配位数(下文详述),计算出参与络合反应的聚磷酸根的量C,总量扣除参与络合反应的聚磷酸根的量,即为游离聚磷酸根的量D;据此计算出聚磷酸合锌的不稳定常数。

不同实验数据,得出的聚磷酸合锌的不稳定常数,应该是一致的。实验数据共有四组,考虑到锌的添加量很小时,相对误差较大,因此只要前两组数据计得的不稳定常数一致,即认为方法成立。

不稳定常数的计算公式:K=[Zn2+]*[PP]n/[ZnPP],式中[Zn2+]为体系中游离锌离子的浓度A[PP]为游离聚磷酸根的浓度(按单体算)Dn为锌与聚磷酸根络合反应的配位数,[ZnPP]为聚磷酸锌的浓度B

实验中使用的聚磷酸铵纯度为85%,另外15%为磷酸一铵。对于前两组实验数据,设n分别为87654,计算聚磷酸锌的不稳定常数,发现当n4时,计得的不稳定常数值最为接近。再对实验数据进行微调,可使得到的不稳定常数一致。又据查阅文献,一般没有三配位数的络合物,锌也几乎不存在二配位数的可能,因此认为该络合物的配位数为四。

至此,络合物组成和不稳定常数都得出了结论。并根据得到的数据,预测了聚磷酸铵为15g,磷酸一铵为5g及聚磷酸铵为14g,磷酸一铵为7g时,应添加的七水硫酸锌的量,经实验,实验结果与计算值较接近。

另外,较通用的络合物组成的实验方法为分光光度法,本实验还需用分光光度法进行验证。所有实验数据及计算过程见下图。



实验中所有组合的溶解方法均为20g磷肥加400毫升水。
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lilongfei14
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blue man要不我把表格发给你,你帮我弄一下?鼓捣了半天也没整好……
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2012/8/7 12:32:15 Last edit by avachen
熙熙
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经过近三个月的恶补知识及实验,我彻底否定了这个算法。后面有需要的话重新再做。感想:一定要多看文献,多看英文文献,多掌握原理再做实验。磨刀不误砍柴工,不磨刀做无用功。
du041
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聚磷酸铵,中有二聚,3聚,4聚和更高聚合物,在水中聚合物容易分解,按纯净物计算,结果不太对
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