phreeqc实例练习(3)

2019-08-03 13:18

Gypsum -0.63 -5.21 -4.58 CaSO4:2H2O H2(g) -41.22 1.82 43.04 H2 Hausmannite 1.57 19.56 17.99 Mn3O4 Hematite 14.20 -6.81 -21.01 Fe2O3 Jarosite-K -7.52 -42.23 -34.71 KFe3(SO4)2(OH)6 Manganite 2.39 6.21 3.82 MnOOH Melanterite -19.35 -21.56 -2.21 FeSO4:7H2O O2(g) -0.70 -3.66 -2.96 O2 Pyrochroite -8.08 7.12 15.20 Mn(OH)2 Pyrolusite 6.95 5.29 -1.66 MnO2:H2O Quartz -0.11 -4.06 -3.96 SiO2 Rhodochrosite -3.27 -14.40 -11.13 MnCO3 Sepiolite 1.16 16.92 15.76 Mg2Si3O7.5OH:3H2O Sepiolite(d) -1.74 16.92 18.66 Mg2Si3O7.5OH:3H2O Siderite -13.13 -24.02 -10.89 FeCO3 SiO2(a) -1.35 -4.06 -2.71 SiO2 Talc 6.04 27.44 21.40 Mg3Si4O10(OH)2 Uraninite -12.67 4.40 17.06 UO2

------------------ End of simulation. ------------------

模拟中的输出(表12)包含标题所描绘的几个信息块。首先,是运行的输入、输出、数据库文件的名字。其次,在标题“Reading data base”下列出了在读数据库中碰到的所有关键字。后面,输入数据在标题“Reading input data for simulation 1”下进行重复输出,不包括注释和空行。所有的输入数据以及END关键字构成了该模拟。

在这个模拟中,TITLE关键字后面所碰到的任何注释都将打印在后面。名称后面是标题,“Beginning of initial solution calculations”,在它的下面是海水物质形成计算的结果。浓度数据,转化成重量摩尔数,在子标题“Solution composition”下所给出。对初始溶液计算而言,溶液中的摩尔数目在数字上等于它的重量摩尔数,这是因为假定的是1kg的水。标识符-water是用来定义溶液中不同质量的水。在批反应计算中,水的质量可发生变化,液相中的摩尔数不会准确地等于组分的重量摩尔数。注意,产生分压力对数为-0.7的溶解氧的重量摩尔数已被计算,并且在输出中会加以解释。

在子标题“Description of solution”之后,在输出的第一个数据块中所列出的一些属性等于它们的输入值,另一些是计算值。在这个例子中,pH,pe和温度都等于它们的输入值。离子强度,总碳(碱度是输入数据),总无机碳(“Total CO2”),电子平衡,和百分误差在模拟计算中得到。

在子标题“Redox couples”下面打印的是可获得的每个氧化还原电对的pe和Eh,在该例中,为铵/硝酸盐,以及水/溶解氧。

在子标题“Distribution of species”下面,列出的是每种元素所有形态和价态的摩尔浓度、活度及活度系数。它的顺序是根据元素的字母顺序或是按每种元素的浓度或是元素化合价递减的顺序列出的。除了每种元素或元素的化合价,也给出了总摩尔数。

最后,在子标题“Saturation indices”下,适于给出分析数据的矿物的饱和指数,在输出的末尾部分以物质的名字按子母顺序列出。饱和指数是在标有“SI”的栏中给出的,跟在后面的是的一栏是离子活度积的对数(“log IAP”)和溶解常数的对数(“log KT”)。每种物质的化学分子式都在右边栏中打出。注意,例如没有包括含铝的矿物,这是因为在分析数据中不包括铝。同样也注意,输出中也没有包括四方硫铁矿(FeS)和其它的硫化矿物,这是因为没有指定(S-2)的分析数据。如输入了S[代替S(6)]或S(-2)的浓度,那么这个S(-2)的浓度将会被加以计算,四方硫铁矿和其它硫化矿物的饱和指数也将得到计算。

例2——矿物相的溶解平衡

这个例子测定了最稳定相——石膏或是无水石膏在一定温度范围内的溶解性。输入数据组见表13。仅用pH和温度来定义纯水溶液。缺省单位是millimolal,但没有指定浓度。缺省状态下,pe为4.0,缺省的氧化还原计算使用pe,且水的密度为1.0(这是没有必要的,因为没有浓度为“每升”)。在批反应期间,所有允许反应达到指定的饱和指数的反应都列在EQUILIBRIUM_PHASES中,无论开始时它们是否存在。输入数据包含相的名字(之前通过PHASES输入在数据库或输入文件中定义)、指定的饱和指数和以摩尔数表示的当前存在的相的数量。如果一种相在当前不存在,则在纯相集合中给定其浓度为0.0 mol。在这个例子中,石膏和无水石膏允许反应来达到平衡(饱和指数等于0.0),初始相的集合中每种矿物都为1mol。每一种矿物或是反应达到平衡或是被耗尽。在大多数的情况下,1 mol的单纯相足够达到反应平衡。

表13--例2输入数据的设置

TITLE Example 2.--Temperature dependence of solubility

of gypsum and anhydrite SOLUTION 1 Pure water pH 7.0

temp 25.0 EQUILIBRIUM_PHASES 1

Gypsum 0.0 1.0 Anhydrite 0.0 1.0 REACTION_TEMPERATURE 1 25.0 75.0 in 51 steps SELECTED_OUTPUT

file ex2.sel

si anhydrite gypsum END

在REACTION_TEMPERATURE数据块中,指定反应温度计算步长为1℃,从25℃开始,75℃结束,共计算温度变化51次。温度的每一度变化都详细指定输入数据,在可能的情况下,在EQUILIBRIUM_PHASES(石膏和无水石膏)中定义的物质将会反应达到平衡,或是直到两种物质都完全溶解。最后在每一次计算之后,用SELECTED_OUTPUT来输出石膏和无水石膏的饱和指数到文件ex2.sel中。然后用这个文件来生成图5。

初始溶液计算和第一次批反应的结果见表14。纯水中物质的分布列于标题 “开始初始溶液计算”下。在25℃下,与所给定石膏和无水石膏量达到平衡的体系是第一次批反应,反应结果列在标题“开始批反应计算”之后。紧接着这个标题,定义了批反应阶段,接下来是计算中确定关键字数据的列表。在这个例子中,计算时所应用的反应组分保存为序号1,纯相集合保存为序号1,反应温度保存为序号1。概念上,溶液和纯相放在一个烧杯中,并调整温度为25℃,使其反应达到体系平衡。

图5--在25到75℃的温度范围内,溶液中石膏和硬石膏稳定时的饱和指数, 在子标题“Phase assemblage”下,列出了由EQUILIBRIUM_PHASES所定义的每一种相的饱和指数和数量。在第一次的批反应阶段,最后相的集合不含无水石膏,对溶液而言这并没有达到平衡(饱和指数为-0.22),1.985mol的石膏,与溶液达到平衡(饱和指数等于0.0)。所有的无水石膏得以溶解,且大多数的钙和硫酸盐是生成石膏沉淀下来。“溶液组分”表明,15.64 mmol/kgw的钙和硫酸盐留在溶液中,这确定了纯水中石膏的溶解度。然而,在液相中每一成分的摩尔总数为15.08,这是因为水的质量仅为0.9645kg(“溶液的定义”)。在形成石膏(CaSO4 .2H2O)时,水从溶液中移除。因此,在批反应计算中,溶剂水的质量并不是常数;在溶解和沉淀相中,反应和水合作用可以增加或减少溶剂水的质量。

所有批反应阶段的饱和指数绘于图5。在每一阶段,纯水与相在不同的温度下反应(反应并不累加)。PHREEQC缺省的数据块表明:在温度低于57℃时,石膏是稳定相(饱和指数等于0.0);在高于这个温度时,无水石膏是稳定相。

表14—例2的选择性输出

-------------------------------------------

Beginning of initial solution calculations. -------------------------------------------

Initial solution 1. Pure water

-----------------------------Solution composition------------------------------

Elements Molality Moles

Pure water

----------------------------Description of solution----------------------------

pH = 7.000 pe = 4.000 Activity of water = 1.000 Ionic strength = 1.001e-07 Mass of water (kg) = 1.000e+00 Total alkalinity (eq/kg) = 1.082e-10 Total carbon (mol/kg) = 0.000e+00 Total CO2 (mol/kg) = 0.000e+00 Temperature (deg C) = 25.000 Electrical balance (eq) = -1.082e-10 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|) = -0.05 Iterations = 0

Total H = 1.110124e+02 Total O = 5.550622e+01

----------------------------Distribution of species----------------------------

Log Log Log Species Molality Activity Molality Activity Gamma

OH- 1.002e-07 1.001e-07 -6.999 -6.999 -0.000 H+ 1.001e-07 1.000e-07 -7.000 -7.000 -0.000 H2O 5.551e+01 1.000e+00 0.000 0.000 0.000 H(0) 1.416e-25

H2 7.079e-26 7.079e-26 -25.150 -25.150 0.000 O(0) 0.000e+00

O2 0.000e+00 0.000e+00 -42.080 -42.080 0.000

------------------------------Saturation indices-------------------------------

Phase SI log IAP log KT

H2(g) -22.00 -22.00 0.00 H2 O2(g) -39.12 44.00 83.12 O2

-----------------------------------------

Beginning of batch-reaction calculations. -----------------------------------------

Reaction step 1.

Using solution 1. Pure water Using pure phase assemblage 1. Using temperature 1.

-------------------------------Phase assemblage--------------------------------

Moles in assemblage Phase SI log IAP log KT Initial Final Delta

Anhydrite -0.22 -4.58 -4.36 1.000e+00 -1.000e+00 Gypsum 0.00 -4.58 -4.58 1.000e+00 1.985e+00 9.849e-01

-----------------------------Solution composition------------------------------

Elements Molality Moles

Ca 1.564e-02 1.508e-02 S 1.564e-02 1.508e-02

----------------------------Description of solution----------------------------

pH = 7.062 Charge balance pe = 10.691 Adjusted to redox equilibrium

Activity of water = 1.000 Ionic strength = 4.178e-02 Mass of water (kg) = 9.645e-01 Total alkalinity (eq/kg) = 1.122e-10 Total carbon (mol/kg) = 0.000e+00


phreeqc实例练习(3).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:史上最全国家保安员资格考试复习题题库(十套)附答案

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: