两性物质NaHA溶液pH近似式的物理意义及使用条件

两性物质NaHA溶液的pH计算是化学教学的重要内容,当前教科书介绍了各类p H近似公式,但对各近似式的物理意义和使用条件缺少论证,存在物理意义不清晰、使用条件错误等弊端。按照Na HA溶液呈酸性(K_a1K_a2>K_w)或呈碱性(K_a1K_a2w)的属性,详述了Na HA溶液各p H近似式的物理意义,修正了各近似式的使用条件。c K_a2≥20K_w时,忽略碱式解离产生的OH^-和水离解产生的OH^-,可得到酸性两性物质溶液p H近似式;c≥20K_a1 (相当于cK_b2≥20K_w)时,忽略酸式解离产生的H⁺和水离解产生的H⁺,可得到碱性两性物质溶液p H近似式;最简式pH=(pK_a1+pK_a2)/2可适用于酸性和碱性...     

纳米SiO2/HPAM/SDS分散体系稳定性的改进及其对驱油性能的影响

分析了60℃、1. 0×104mg/L氯化钠盐水和模拟地层水中纳米SiO2/HPAM/SDS分散体系的浊度实验及Zeta电位,发现Ca2+、Mg2+离子是体系失去稳定性的主要原因。根据沉降实验及Zeta电位分析仪探讨了降低p H值和添加络合剂对模拟地层水中纳米SiO2/HPAM/SDS体系稳定性的改善效果及机理,同时利用流变仪及界面张力仪分析了两种方法对体系驱油性能的影响。结果表明,p H值降低,体系的Zeta电位绝对值降低,但SiO2周围H+保护层的形成及水化作用力的增强改善了体系的稳定性;络合剂Na2EDTA、ATM P和Na4EDTA均能增强体系的稳定性,Na2EDTA和ATM P络合Ca2+、Mg2+的同时降低了体系的p H值,而体系的黏度随p H值的降低急剧下降; Na4EDTA加入后,体系的p H值增大,稳定配位化合物的形成使体系的Zeta电位绝对值、黏度、储能模量和损耗模量增加,降低界面张力的能力增强。因此,在SiO2质量分数为0. 5%的体系中加入质量分数为0. 4%的Na4EDTA(最佳质量分数),采收率提高了3. 1%。     

低温下Na //Cl-,SO42-,NO3-,H2O体系相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na+//Cl-,SO42-,NO-3-H2O在5、0、-5与-15℃下的相平衡关系。结果表明,4个温度下体系无复盐形成,平衡相图的构型基本一致;平衡相图均由3个结晶区(Na2SO4·10H2O、Na Cl和Na NO3)、3条单变量曲线(Na Cl-Na2SO4·10H2O、Na Cl-Na NO3、Na NO3-Na2SO4·10H2O)及1个共饱点(Na Cl-Na NO3-Na2SO4·10H2O)组成;4个温度下的平衡相图相比,随着温度的下降Na2SO4·10H2O结晶区不断扩大,Na Cl和Na NO3结晶区相对缩小;与该体系常温下的平衡相图相比,由于无复盐形成,低温下的相图大为简化。     

273 K下Na2CO3-Na2SO4-Na2B4O7-H2O四元体系介稳相平衡的实验研究

采用等温蒸发法研究了四元体系Na2CO3-Na2SO4-Na2B4O7-H2O在273 K时的介稳相平衡及平衡液相的密度. 利用溶解度数据绘制了该四元体系273 K下的相图. 研究结果表明, 该四元体系有异成分复盐2Na2SO4·Na2CO3形成. 相图中有2个共饱点、5条单变量曲线和4个结晶相区. 4个结晶相区分别为盐Na2CO3·10H2O, Na2SO4·10H2O, Na2B4O7·10H2O和2Na2SO4·Na2CO3的结晶区. 复盐2Na2SO4·Na2CO3同时存在于包含Na2CO3-Na2SO4-H2O三元体系的其它四元体系或高元体系中. 在273 K介稳平衡相图中, 碳酸钠以Na2CO3·10H2O形式析出; 硫酸钠以Na2SO4·10H2O的形式析出; 硼酸钠的完整分子式为Na2B4O5(OH)4·8H2O. Na2CO3对Na2B4O7有盐析作用.     

CuO/Al2O3吸附SO2后氢再生及一体化回收硫磺

考察了添加Na助剂对CuO/Al2O3 的H2再生过程、硫磺产量及后续脱SO2过程活性的影响。结果表明,400℃再生温度下Na助剂添加后,CuO/Al2O3吸附剂的H2再生循环过程的硫磺产量及后续脱SO2过程硫容均变为添加前的1.3倍。Na助剂的添加明显增大吸附剂上载体Al2O3的硫化程度;且在Cu相和Na相共同存在情况下,吸附剂上生成的部分物质Al2(SO4)3在400℃以下即可被还原再生,从而明显提高了H2再生过程的硫磺产量和后续脱SO2硫容。     

四元体系Na~ ,K~ ∥CO_3~(2-),B_4O_7~(2-)H_2O 298K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na K ∥CO32-B4O72-H2O298K时的相关系。该四元体系298K时的溶解度等温图含有5个相区Na2B4O7·10H2OK2B4O7·4H2ONa2CO3·10H2OK2CO3·3/2H2O和复盐Na2CO3·K2CO3·H2O7条单变量曲线和3个共饱点其中Na2CO3·K2CO3·H2O K2CO3·3/2H2O K2B4O7·4H2O为相称共饱点。体系中发现了一种新的复盐Na2CO3·K2CO3·H2O这种复盐同时存在于含Na K ∥CO32-H2O三元体系的其它四元或高元体系中。     

Li~ ,Na~ //SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O交互四元体系288K介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了四元体系Li ,Na //SO42-,B4O72--H2O288K介稳相平衡及平衡液相物化性质(密度、电导率、折光率、粘度和pH值),测定了该四元体系288K条件下介稳平衡溶液溶解度及物化性质。根据实验数据绘制了相应的介稳相图及物化性质组成图。研究发现:该体系介稳平衡中有复盐Li2SO·4Na2SO4形成。其介稳相图中有3个共饱和点,7条单变量曲线,平衡固相为:Li2SO·4H2O,Na2SO4,Li2SO·4Na2SO4,Li2B4O7·3H2O,Na2B4O·710H2O。复盐Li2SO·4Na2SO4和一水硫酸锂(Li2SO·4H2O)有较小的结晶区,而Li2B4O7·3H2O和Na2B4O7·10H2O有较大的结晶区;该四元体系介稳平衡条件下未发现Na2SO·410H2O的结晶区。     

五元体系Li+,Na+//CO32-,So42-,B4O72-H2O 288 K介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究五元体系Li+,Na+//CO32-,SO42-,B4O72--H2O 288 K介稳相平衡关系,测定在288 K条件下的介稳平衡溶液中各组分的溶解度和溶液密度,根据实验数据绘制相应的介稳平衡相图及密度组成图.研究结果表明该五元体系介稳相平衡中有复盐Na3Li(SO4)2·6H2O生成,其介稳相图中有4个共饱点,9条单变量曲线,6个Li2CO3饱和的结晶区分别为LiBO2·8H2O,Na284O7·10H2O,Na2CO3·10H2O,Na2SO4,Li2O4·H2O和复盐Na3Li(SO4)2·6H2O.     

Synergetic effects of NaAlH_4-TiF_3 co-additive on dehydriding reaction of Mg(AlH_4)_2

The effects of Na Al H4, Ti F3 and Na Al H4-Ti F3co-additive on dehydriding reaction of Mg(Al H4)2are systematically investigated. The onset dehydrogenation temperature of the co-doped Mg(Al H4)2composites decreased to 74°C, which is about 59°C lower than that of pure Mg(Al H4)2. The dehydrogenation kinetics of Na Al H4-Ti F3co-doped Mg(Al H4)2sample was also improved, which released about 94%hydrogen within 48 min, but no visible hydrogen was released from pure Mg(Al H4)2under the same conditions. The activation energy of co-doped Mg(Al H4)2was 85.6 k J mol-1, which was significantly lower than that of additive-free Mg(Al H4)2sample. The synergetic effects of Na Al H4 and Ti F3 on the dehydrogenation performance of Mg(Al H4)2were confirmed. In addition, a possible catalytic mechanism is discussed, regarding the different roles of Na Al H4 and Ti F3 on Mg(Al H4)2.     

Synergetic effects of NaAlH4-TiF3 co-additive on dehydriding reaction of Mg(AlH4)2

The effects of Na Al H4, Ti F3 and Na Al H4-Ti F3co-additive on dehydriding reaction of Mg(Al H4)2are systematically investigated. The onset dehydrogenation temperature of the co-doped Mg(Al H4)2composites decreased to 74°C, which is about 59°C lower than that of pure Mg(Al H4)2. The dehydrogenation kinetics of Na Al H4-Ti F3co-doped Mg(Al H4)2sample was also improved, which released about 94%hydrogen within 48 min, but no visible hydrogen was released from pure Mg(Al H4)2under the same conditions. The activation energy of co-doped Mg(Al H4)2was 85.6 k J mol-1, which was significantly lower than that of additive-free Mg(Al H4)2sample. The synergetic effects of Na Al H4 and Ti F3 on the dehydrogenation performance of Mg(Al H4)2were confirmed. In addition, a possible catalytic mechanism is discussed, regarding the different roles of Na Al H4 and Ti F3 on Mg(Al H4)2.     

简单Hückel分子轨道理论判断H4分子及离子的几何构型

简单Hückel分子轨道理论是结构化学课程内容的主要知识点之一,主要用于计算π电子成平面分布的离域体系的电子结构和轨道能量。本文把该理论推广到H_4非离域体系,定性地计算H_4非离域体系的轨道能量,帮助学生理解Walsh规则应用举例中难以理解的H_4构型为直线型,但H_4~+为四面体构型的原因。     

计算化学在分子轨道教学中的应用

分子轨道理论是理解分子电子结构与微观性质的重要理论之一,也是本科生与研究生结构化学教学中的重点与难点。学生对原子轨道组合形成分子轨道、分子轨道能级交叉混合等知识的理解缺乏形象直观、定量的认识。本文通过基于量子化学或密度泛函理论的Gaussian 03计算软件,计算、绘制并分析了F_2、O_2、N_2、HF、CO等的分子轨道能级图,将学生较难理解的内容定量、直观地呈现出来,形象地解释了分子轨道成键原则与电子填充原则等分子轨道理论中的重难点,加深了学生对分子轨道理论的理解,特别是sp轨道混杂导致的σ_(2p_z)与π_(2p)轨道能级交叉这一难点,激发了学生学习的主动性和积极性,提高了教学质量。在此基础上,利用分子轨道理论分析了CO_2的电子结构,使学生学会应用分子轨道理论解决实际问题,巩固了相关课堂理论知识。     

半导体纳米复合材料的制备及其光电催化CO2还原

本实验通过模拟植物光合作用,设计制备了新颖的光电联合催化池3D-ZnO/Ni BiVO4/FTO,用电化学沉积法制备了泡沫镍负载的ZnO纳米棒光电阴极和BiVO4光电阳极,以0.1 mol·L^−1 KHCO3水溶液作为电解质,1 mmol·L^−1曙红Y为光敏剂,在−0.6 V硅太阳电池的电压下光电催化还原CO2得到了乙醇、乙酸和甲醇,总产率22.5μmol·L^−1·h^−1·cm^−2。实现了将太阳能贮存为化学能并减少了空气中的CO2,加深了学生对绿色化学和植物Calvin循环机理的理解。     

浅谈P4的生长

P_4(白磷的分子式)及其衍生物的结构是化学竞赛的热点之一。本文简介了P_4的生长,对近年与本知识相关的几道竞赛题进行了解析,并提出了几点教学建议。     

Mo/Fe3O4(111)表面对燃煤烟气汞吸附的密度泛函研究

利用CASTEP软件包采用密度泛函理论计算研究了过渡金属Mo掺杂Fe_3O_4(111)Fe_(tet)表面对Hg~0、HgCl和HgCl_2的吸附特征,分析了Mo掺杂前后Fe_3O_4(111)Fe_(tet)表面上不同汞物种的吸附形态。结果表明,Mo掺杂Fe_3O_4(111)Fe_(tet)表面对HgCl和HgCl_2为化学吸附,而对Hg~0的吸附为物理吸附;与纯净表面相比,HgCl在Mo原子掺杂表面上的吸附能提高了40%-66%。HgCl_2在纯净Fe_3O_4(111)Fe_(tet)表面形成"M"形结构;而掺杂Mo原子后,由于Cl原子与Mo原子之间更强的相互作用,使得HgCl_2发生了完全解离,两个Cl原子分别与Mo原子和Fe原子成键吸附在表面,Hg脱附。相关研究结果可为脱除燃煤烟气中的汞提供一定的理论指导。     

二级反应速率常数与活化能计算问题的讨论

In this paper, we discussed several problems on calculation of reaction rate constant in physical chemistry reference books. When calculating the rate constant k of the second-order reaction, we should make the half-life formula consistent with the reaction stoichiometric equation. And when calculating the activation energy with Arrhenius formula for ideal gas-phase reaction, attention should be paid to identifying the difference between the reaction rate constant k_c and k_p, as well as the difference between corresponding activation energy E_ac and E_ap. It is beneficial for students to have a correct understanding in calculation.     

[Co（NH3）6]Cl3实验中制备条件对配合物形成影响的讨论

针对[Co(NH3)6]Cl3制备实验中,反应条件不同会导致生成具有不同组成的Co(Ⅲ)氨配合物这一问题,系统探讨了制备过程中在配体NH3、Cl-和H2O共存时,[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2和[Co(NH3)5(H2O)]Cl3这三种Co(Ⅲ)氨配合物的生成条件和稳定性。通过对比分析各自的形成过程和制备条件,将化学原理应用于解释实验现象,可培养学生结合理论知识对实验案例进行对比分析的探究能力。     

钠与惰性气体及烷烃准分子对吸收系数的实验与理论评价

准分子泵浦钠金属激光器(XPNaL)在钠导星中有着极为重要的应用。但是,传统的准分子对,例如Na-He和Na-Ar等对相对于泵浦源的吸收系数很小。本文对Na-Ar、Na-Xe、Na-CH₄、Na-C₂H₆四个体系进行了研究,从荧光实验和结合能的高精度量化理论计算两方面来探究比较好的准分子对。实验结果表明:这四个准分子对体系的荧光强度曲线峰面积比为1.0 : 6.4 : 4.9 : 10.4。同时,通过CCSD(T)手段和基组外推法对Na-Ar、Na-Xe、Na-CH₄和Na-C₂H₆准分子对的结合能计算结果分别为52.8、124.5、117.7和150.0cm^-1。因此,可以推断量化计算与实验结果能够较好地符合。随后, Na-C₂H₆准分子对从实验和理论两方面被发现是效率最高的体系,更有希望被发展成为高能准分子宽带泵浦钠金属激光器。本工作还证明了采用大基组对结合能的高精度量化计算,对用于准分子宽带泵浦碱金属激光器的准分子对筛选是很好的评判标准。     

Efficient activation of peroxymonosulfate by hollow cobalt hydroxide for degradation of ibuprofen and theoretical study

Hollow structure cobalt hydroxide (h-Co(OH)₂) was synthesized via a solvothermal-hydrothermal method and presented high activation activity for peroxymonosulfate to degrade ibuprofen.     

Modelling of calcium sulphate solubility in concentrated multi-component sulphate solutions

The chemistry of several calcium sulphate systems was successfully modelled in multi-component acid-containing sulphate solutions using the mixed solvent electrolyte (MSE) model for calculating the mean activity coefficients of the electrolyte species. The modelling involved the fitting of binary mean activity, heat capacity and solubility data, as well as ternary solubility data. The developed model was shown to accurately predict the solubility of calcium sulphate from 25 to 95 °C in simulated zinc sulphate processing solutions containing MgSO₄, MnSO₄, Fe₂(SO₄)₃, Na₂SO₄, (NH₄)₂SO₄ and H₂SO₄. The addition of H₂SO₄ results in a significant increase in the calcium sulphate solubility compared to that in water. By increasing the acid concentration, gypsum, which is a metastable phase above 40 °C, dehydrates to anhydrite, and the conversion results in a decrease in the solubility of calcium sulphate. In ZnSO₄–H₂SO₄ solutions, it was found that increasing MgSO₄, Na₂SO₄, Fe₂(SO₄)₃ and (NH₄)₂SO₄ concentrations do not have a pronounced effect on the solubility of calcium sulphate. From a practical perspective, the model is valuable tool for assessing calcium sulphate solubilities over abroad temperature range and for dilute to concentrated multi-component solutions.