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利用今天判煙的空檔來記錄這學期環化課程所教導使用的軟體,

Visual MINTEQ是用於計算天然水中金屬化合物形態,

溶解度平衡,吸附等...免費化學平衡模擬軟體。

 

在其官方網頁上可免費下載

https://vminteq.lwr.kth.se/download/

 

網頁上提到,如果無法啟動,

請從Microsoft下載.NET Framework 4.5

然後重新嘗試看看。

 

那這款軟體在一些情況下並無法使用

 

1. 需要運輸計算的問題。Visual MINTEQ運輸模型。

,例如,從污染源到水體的重金屬轉移率,

Visual MINTEQ只能計算一個點的化學成分。

 

2. 分配有機化合物。可以通過Visual MINTEQ計算非極性有機化學物質的分配(原則上),Visual MINTEQ主要用於計算水中無機離子和痕量金屬的平衡。

 

3. Visual MINTEQ無法處理風化或生物降解等非平衡過程。

 

4.  高壓或高溫環境下的問題,  例如深層地質構造。

Visual MINTEQ經過優化,適用於溫度範圍0-40攝氏度,

壓力接近1大氣壓的水域。

原則上,Visual MINTEQ的計算引擎可以解決這類問題,

但必要的數據庫尚未組裝。

 

*************************************************************************

 

那以上課的例題來說明使用方式,

老師提到一個重點,

使用上需要假設物質完全解離的情況,

水中物種一項一項分開輸入。

 

例題1 :

計算平衡pH值?

 

 

開啟軟體介面後可以看到左邊有pH 與 離子強度的選單,

如果pH值已知,選擇 "fixed " 並輸入pH值。

如果要計算pH值,通常應選擇 "Calculated from mass and charge balance",

但在某些情況下,您也可以選擇 "Calculated from mass balance"。

 

而這次要計算平衡後pH,

選擇預設的由質量平衡後計算(Calculated from mass balance),

如果離子強度是固定的(與pH相同)。

在大多數情況下,您可以通過程式確定離子強度。

如果是這樣,請選擇 "To be Calculated"

 

 

並設定好右邊的濃度單位(Concentration unit )與溫度(Temperature),

請記住一件重要的事情:不管你選擇什麼濃度單位,輸出結果都將以mol / L顯示

 

之後就可以將水中化合物濃度一一鍵入軟體中,

 

 

 

鍵入離子名稱後可以看到他會依A-Z排序,

選擇我們假設的離子物種,須注意其電位,

輸入離子的濃度,

點選 Add to list 後就可以鍵入其他離子,

 

 

點選Add to list 下的View / edit list 可以看到我們剛剛鍵入的資料,

有輸入錯誤的部分也可以從這邊刪除或是更改,

 

 

確認物種與濃度沒問題後就可以執行軟體計算,

就可得到其質量平衡後的pH值。

 

 

下方分別有三個選項

1. View species distribution (查看物種分布)

當點擊查看物種分佈按鈕時,您將被轉移到顯示溶液中每個物種分佈的每個組分總濃度百分比(以摩爾計)的頁面。

但是出現在列表中的物種應該佔組分總濃度的至少0.01%

 

 

2. Display saturation indices (顯示飽和度指數)

選擇顯示飽和度指數,您將得到一個列表,顯示平衡溶液相對於不同固相是否過飽和或不飽和

 

 

3. Equilibrated mass distribution (平衡質量分佈)

 

*******************************************************************

 

實際情況此系統為開放系統,

大氣中的CO2進入系統中,

生成碳酸會造成pH改變,

假設條件改為

 

此時需要到 "Gases" 中進行添加大氣條件,

 

 

 

預設就是CO2了,

 

 

 

需要其他氣體也可以選擇

 

 

選擇需要的氣體與條件後一樣可以點選"List of fixed species"查看剛剛的設定是否正確,

或是需要刪除與更改都在這邊設定,

 

按下 "RUN" 執行後可以看到結果,

這時就會有碳酸的物種產生,

其中pH值也有些許改變

 

 

***********************************************************

那若是遇到會有沉澱物種的生成,

也可以由軟體去修正去除,

那先依下方條件設定後執行,

 

可以看到在飽和指數中氫氧化鈀為過飽和,

那就可能會生成固體沉澱,

 

 

 

選擇固相與排除物種(Solid phases and excluded species)中的指定可能固相(Specify possible solid phases)

 

 

 

選取可能沉澱的物質

 

一樣按 "List of possible species" 確認物種是否有選錯,或是需要更改

 

 

 

之後執行軟體就可以看到在飽和度指數這邊氫氧化鈀已經被去除,

 

 

 

 

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