Reaktionen (pH-Calculator)

Zu jeder wässrigen Lösung (Inputwasser) lassen sich mit Hilfe des Reaktions­moduls (Taste Reac) Chemikalien zudosieren. Im einfachsten Fall ist das Inputwasser “reines Wasser” (also H2O). Auf diese Weise berechnet man den pH-Wert einer bestimmten Säure, Base oder eines Salzes.

Die hier gezeigten Screenshots gehören zu diesem Beispiel:

aqion Reaktionsmodul

Durch KOH-Zugabe wird der pH-Wert des Inputwassers von 7.90 auf 9.03 erhöht, wodurch Calcit ausfällt. Das Schema zeigt neben dem pH der Ausgangslösung die pH-Werte vor und nach der Calcit-Fällung. Alle Details zur wässrigen Lösung findet man in den nachfolgenden Tabellen (Programm-Output).

Titrationskurven. Mit diesem Kontrollkästchen wird der Reaktant schrittweise zugegeben und graphisch dargestellt – siehe Beispiel.

Mehr Reaktionen. Mit diesem Kontrollkästchen lassen sich bis zu 4 Reaktanten gleichzeitig zugeben – siehe Beispiel.

Die Chemikalien-Liste

Insgesamt stehen bis zu 500 Chemikalien zur Verfügung. Das Listenfeld selbst ist in drei Blöcke unterteilt:

In jedem Block sind die Chemikalien (Reaktanten) alphabetisch nach ihrer chemischen Formel geordnet:

H2SO4
H3AsO3
H3AsO4
H3BO3
H3PO4
H4SiO4
Br
HCl
HF
HNO3
K2CO3
K2SO4
KAl(SO4)2
KCl

Die Zugabe kann in mmol/L oder mg/L erfolgen. Berechnete pH-Werte für gebräuchliche Säuren und Basen sind in der pH-Tabelle zusammengefasst.

“Erzwungene Mineralauflösung”

Das Reaktionsmodul enthält in der Chemikalien-Liste auch Minerale, gekennzeichnet mit dem Präfix “Mineral_”. Zum Beispiel:

Mineral_Al(OH)3 Al(OH)3
Mineral_Brucite (OH)2
Mineral_Calcite CaCO3
Mineral_Fe(OH)3 Fe(OH)3
Mineral_Gypsum CaSO4
Mineral_Hydroxyapatite Ca5(PO4)3OH
Mineral_Pyrochroite Mn(OH)2
Mineral_Rhodochrosite MnCO3
Mineral_Siderite FeCO3

Wählt man als Zugabe beispielsweise 0.5 mmol/L Mineral_Gypsum, dann werden 0.5 mmol/L CaSO4 als Reaktant dem Inputwasser zugegeben.

Bei dieser “erzwungenen Mineralauflösung” wird die Thermodynamik der Mineral­auflösung ignoriert. Die Menge, die man vorgibt, löst sich komplett auf, egal ob der SI > 0 ist oder nicht. Auf diese Weise lassen sich u.a. stark übersättigte Lösungen simulieren.

Zur Erinnerung: Beim thermodynamischen Ansatz (den man hier verwendet) kommt es nur dann zur Mineralauflösung, wenn das Inputwasser bzgl. der Mineralphase untersättigt ist (SI < 0). Die aufgelöste Menge ist dabei eindeutig durch die Gleichgewichts-Thermodynamik festgelegt und lässt sich nicht frei vorgeben.

Anmerkungen

  1. Die ca. 100 organischen Verbindungen (Säuren und Salze) sind nur in aqion PRO verfügbar. 

[last modified: 2021-05-23]