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溶液的均一性拷问
初中化学在我们意识中固化了溶液的基本特性,如均一性、稳定性。可这是理想化的特性,实际溶液又有多少能受这种特性束缚?
不同深度的海水,其浓度密度等都不同,海水不符合均一性,但海水是溶液吗?
盐湖卤水将梯度差别进一步放大,几米甚至几厘米间的卤水性质就有较显著的不同。盐梯度太阳池能稳定用于发热、发电。
不同深度的水体水压不同,因而溶解的可溶性气体量会有所不同,硝酸或盐酸装在滴定管中久了,上下的浓度差别几何?越浓的溶液中这种差别越明显。
2011年初从藏北多格错仁盐湖取卤水回实验地,因路上温度低,冰冻致卤水桶中上下分层。在实验地室内放置两周后,冰皆溶,溶液的均一性与自由扩散性,桶内卤水应皆混一,但用盐度计粗测上层的盐度只有7-8,而下层却15以上。
那卤水桶高也就1米左右,上下差别就如此之大,青藏高原日夜温差大,年温差更大,所以卤水若久置经年后的上下分层会更明显,浓卤水更会形成明显的盐梯度。
久做人工卤水的人初接触实际卤水,或理论课后刚接触实际的研究生,一般不会注意这种问题。西藏扎布耶盐湖卤水是高矿化度近饱合卤水,桑世华等发表的文章却记录该卤水放置一年后密度从1.2609降至1.1253。对于久接触实际卤水的人,显然会明白这两个密度值代表什么,前一个密度值是高矿化度近饱合卤水该有的值,后一密度值是很稀的远不饱和卤水的密度值。同一桶卤水怎么会从高矿化度变成低浓度?且该文作者描述有少量盐晶体析出,最可能的原因就是卤水经一年放置形成了上下层差别较大的非均一液体,而取测样不具代表性。
针对某一高矿化度卤水盐溶液,在实验室中我曾经与我的科研搭档研究其pH值梯度与密度梯度,对10多cm的某段浓溶液进行了为期月余的定期测量,从上到下每深1厘米,pH值和密度都会发生变化。
实际卤水研究者在实验室应该配备一个小泵。实验前用抽水泵进行混合,抽水管口探入桶底,出水管口置于水面,通电泵5-10分钟。这是一个简单的保证实验研究结果具有代表性,且对实际有一定指导意义的个人习惯。
写此文是因参加第12届国际盐湖会议,归前与搭档的研究生共住一个标间,其暑期要带某卤水去野外进行实验,而我知该卤水已经取了4年。其导师让其购泵预混,该生不以为然,没去买泵,潜意识里一直认为溶液是均一稳定的,自行用虹吸法移取卤水。我问其移取卤水密度值,与经验有差,故将此中因果相告,其言回去后购泵再混。我想此等经验适用于许多告别书本而接触实际体系的同行,特书于此。
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GMT+8, 2024-11-22 20:59
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