共聚焦拉曼光谱研究Mg2+和SO42-缔合平衡作用

作者：阎波; 周桓; 李水秀

来源：过程工程学报, 2020, 20(09): 1063-1073.

• 2+" name="keyword">Mg2+
• 2-" name="keyword">SO42-
• 拉曼光谱
• 缔合平衡

硫酸镁溶液是一种应用很广的电解质溶液,Mg2+和SO42-缔合平衡的特征与规律一直是人们关注的热点,具有重要的现实意义。用拉曼光谱法结合高斯-洛伦兹去卷积分峰拟合程序考察了不同浓度MgSO4溶液在不同温度下Mg2+和SO42-缔合结构特征,计算了其缔合平衡常数KR,对标准状态下Mg2+与SO42-离子缔合反应及其生成的总接触式离子对CIP’的表观热力学参数进行了推测计算。结果表明,MgSO4溶液中SO42-浓度与ν1-SO42-特征峰的峰面积和峰强度之间均存在较好的线性相关关系。自由态SO42-是ν1-SO42-特征峰的主要结构。随溶液温度升高,1.5和2.0 mol/L MgSO4溶液ν1-SO42-特征峰的峰面积和峰强度有减小的趋势,峰位发生红移,峰的对称性发生变化,其中自由态SO42-结构比例呈下降趋势,而单齿接触式离子对结构比例相应增加,双齿接触式离子对和SO42-离子团簇结构比例变化规律不明显。Mg2+和SO42-的缔合平衡随温度升高向右移动,KR逐渐增大。在较稀MgSO4溶液中,几乎没有双齿接触式离子对和SO42-离子团簇结构,ν1-SO42-特征峰缔合结构及KR随温度变化无明显规律。相同温度条件下,KR随MgSO4溶液浓度升高呈现指数降低的趋势。

• 单位
  材料学院; 天津科技大学; 天津市海洋资源与化学重点实验室