亚硫酸盐溶液的成分和性质

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸工业计算手册上册》第102页（4650字）

1．SO₂的溶解度

(1)SO₂在水中的溶解度

①计算法

【说明】SO₂属于中等不溶解性气体，在水中的溶解度可用下式计算。

【公式】

式中 x——SO₂在水中的含量(%)

K——SO₂在气体中的含量(体积%)

P——总压力(mmHg)

t——温度(℃)

1．0363^′——系数，见表1－3－21

表1－3－21 系数1．0363^t值

②查图法

【说明】见图1－3－11。

图1－3－11 SO₂在水中的溶解度

③列线图法

【说明】见图1－3－12；图中SO₂分压见图1－3－13和表1－3－22。

图1－3－12 SO₂在水中的浓度列线图

图1－3－13 SO₂水溶液的蒸汽压

表1－3－22 在不同温度下SO₂和水的蒸汽压

④查表法

【说明】在大气压力下SO₂在水中的溶解度见表1－3－23。

表1－3－23 大气压力下SO₂在水中的溶解度

(2)SO₂在Ca(HSO₃)₂溶液中的溶解度

【说明】当溶液中存在亚硫酸氢盐时，［HSO₃］浓度增加，SO₂的溶解度降低。

【公式】

式中 x——SO₂在Ca(HSO₃)₂溶液中的溶解度(%)

K——在气体中SO₂的体积(%)

P——总压力(mmHg)

R——常数，取0．89

C——化合酸含量(C·A)(%)

R^2C——其值见表1－3－24

表1－3－24 系数R值

2．H₂SO₃+Ca(HSO₃)₂溶液的性质计算

(1)H₂SO₃的离解常数

【说明】亚硫酸盐的离解平衡常数随温度的提高而降低。H₂SO₃第一级解离平衡常数见表1－3－25。

表1－3－25 亚硫酸溶液的K₁、pH值和温度的关系

式中 K₁——H₂SO₃第一级解离平衡常数

T——绝对温度(°K)

(2)溶液的酸度

【说明】原酸的pH值取决于游离酸在总酸中所占的百分数。蒸煮酸中由于含有一部分有机酸，因此其pH值较组成相同的原酸为低。0C时原酸的pH值见表1－3－25。

表1－3－26 0℃时原酸的pH值

(3)溶液的相对密度

式中 d——15℃时酸液的相对密度

a——酸液中总酸浓度(%)

b——酸液中CaO含量(%)

【附表】原酸的相对密度与酸液组成的关系见表1－3－27。

表1－3－27 原酸的相对密度与酸液组成的关系

3．Mg(HSO₃)₂+MgSO₃溶液的性质

(1)溶液的相对密度d

式中 d——15．5℃时酸液的相对密度

T．A．——总酸含量(%)

m——亚硫酸盐含量(过剩亚硫酸)以SO₂计(%)

【注意】上式适用范围：T．A．=1．8～8．0%；m=0～1．2%。

【附表】亚硫酸氢镁溶液的相对密度见表1－3－28。

表1－3－28 亚硫酸氢镁溶液的相对密度

(2)溶液的粘度μ

【公式】

+9．73065×10^－4×(T．A．t×33．122)²－3．13162

×10^－4(T．A．t)+0．03006m+0．0018S(cP)(1－3－83)

式中 S——硫酸盐中的硫对总酸的重量(%)

t——华氏温度

【附图】 亚硫酸氢镁溶液的粘度见图1－3－14。

图1－3－14 亚硫酸氢镁溶液的粘度

1－水 2－T．A．1．37% 3－T．A．2．65% 4－T．A．5．22% 5－T．A．7．74%

(3)溶液的酸度

【说明】亚硫酸氢镁溶液的组成和pH(25℃)值的关系如图1－3－15；不同组成的酸液pH值随温度的变化见图1－3－16。

图1－3－15 亚硫酸氢镁溶液的pH值

图1－3－16亚硫酸氢镁溶液的pH值与温度的关系

［0．315NMg(1．01%C．A．)］

(4)SO₂分压P

【公式】

或

1gP=4．65+21gF+2．74(1gm)²

(1－3－86)

式中 P——SO₂的分压(mmHg)

F——游离酸含量F．A．(%)

M——MgSO₃含量(以SO₂表示)(%)

T——酸液温度(°K)

【附图】50C时亚硫酸氢镁溶液的SO₂等压线见图1－3－17。

图1－3－17镁盐基亚硫酸溶液SO₂等压线

(1mmHg=133．3Pa)

【图解示例】在亚硫酸氢镁线上方F．A．＞C．A；下方C．A．＞F．A．，即溶液中有过剩MgSO₃。横坐标表示C．A．，斜主线表示T．A．，曲线为SO₂等压线。

例1．查5%T．A．，2．5%C．A．的Mg(HSO₃)₂溶液的SO₂分压。

解：从图1－3－17中查5%T．A．，2．5%C．A．与Mg(HSO₃)₂线三线的交点1，沿曲线查出SO₂分压为20mmHg(相当于与SO₂炉气浓度2．64%相平衡)。

例2．查5%T．A．，m为0．2%时溶液SO₂分压。

解：从图1－3－17上查5%T．A．，斜线与0．2%(C．A．=F．A．)线相交于点2，沿等压线查出SO₂分压为4mmHg。

例3．查5%T．A．，F为0．4%时的溶液SO₂分压。

解：从图上查5%T．A．，斜线与0．4%(F．A．——C．A．)线相交于点3，沿等压线查出SO₂分压为100mmHg。

(5)MgSO₃的溶解度

【说明】含有三个结晶水的亚硫酸镁(MgSO₃·3H₂O)和含有6个结晶水的亚硫酸镁(MgSO₃·6H₂O)在水中的溶解度分别见表1－3－29和表1－3－30；在不同温度和总酸浓度下MgSO₃的溶解度见图1－3－18。

表1－3－29MgSO₃·3H₂O在水中的溶解度

表1－3－30MgSO₃·6H₂O在水中的溶解度

图1－3－18 不同温度和总酸浓度时MgSO₃的溶解度

4．不同盐基的亚硫酸盐溶液的溶解度见表1－3－31

表1－3－31 不同盐基的亚硫酸盐溶解度