24.砷(As)是一些工廠和礦山廢水中的污染元素,使用吸附劑是去除水中砷的有效措施之一.
(1)將硫酸錳、硝酸釔與氫氧化鈉溶液按一定比例混合,攪拌使其充分反應(yīng),可獲得一種砷的高效吸附劑X,吸附劑X中含有
,其原因是
.
(2)H
3AsO
3和H
3AsO
4水溶液中含砷的各物種的分布分?jǐn)?shù)(平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與pH的關(guān)系分別如圖-1和圖-2所示.
①以酚酞為指示劑(變色范圍pH 8.0~10.0),將NaOH溶液逐滴加入到H
3AsO
3溶液中,當(dāng)溶液由無色變?yōu)闇\紅色時停止滴加.該過程中主要反應(yīng)的離子方程式為
.
②H
3AsO
4第一步電離方程式H
3AsO
4?H
2+H
+的電離常數(shù)為K
a1,則pK
a1=
(p K
a1=-lg K
a1 ).
(3)溶液的pH對吸附劑X表面所帶電荷有影響.pH=7.1時,吸附劑X表面不帶電荷;pH>7.1時帶負(fù)電荷,pH越高,表面所帶負(fù)電荷越多;pH<7.1時帶正電荷,pH越低,表面所帶正電荷越多.pH不同時吸附劑X對三價砷和五價砷的平衡吸附量(吸附達(dá)平衡時單位質(zhì)量吸附劑X吸附砷的質(zhì)量)如圖-3所示.
①在pH 7~9之間,吸附劑X對五價砷的平衡吸附量隨pH升高而迅速下降,其原因是
.
②在pH 4~7之間,吸附劑X對水中三價砷的去除能力遠(yuǎn)比五價砷的弱,這是因為
.提高吸附劑X對三價砷去除效果可采取的措施是
.