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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

  • 绿洲
    2012/08/06
    实验室建设
    • 私聊

土壤固体废弃物监测

  • 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1：1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）D，n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8、7、6、5、4，计算聚磷酸锌的不稳定常数，发现当n为4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

    第1楼2012/08/07

    下面的数字统计看不清

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  • 蓝人

    第2楼2012/08/07

    应助达人

    楼主还是分页 展示图片

    调整了不行

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  • 绿洲

    第3楼2012/08/07

    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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  • 翠湖园

    第5楼2012/09/21

    表格发给我也可以，我帮你弄好

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  • 绿洲

    第6楼2012/09/22

    算了不弄了，后来又觉得这么算也不对。

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  • 绿洲

    第7楼2012/10/17

    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。

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  • du041

    第8楼2017/11/12

    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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