共聚焦拉曼光谱研究Mg2+和SO42-缔合平衡作用

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。本文利用拉曼光谱法并结合高斯-洛伦兹去卷积分峰拟合程序分析了不同浓度的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值,并对标准状态下Mg2+与SO42?离子缔合反应及其生成的接触式离子对CIP′的表观热力学参数进行了推测计算。实验结果表明：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。随着溶液温度的升高,1.5和2.0mol/LMgSO4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值逐渐增大。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值随温度变化没有明显规律。相同温度条件下,KR值随MgSO4溶液浓度的升高呈现指数降低的趋势。