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。
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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)
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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
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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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