The solubilities of calcite, aragonite and vaterite in CO2-H2O solutions between 0 and 90°C, and an evaluation of the aqueous model for the system CaCO3-CO2-H2O

Plummer, L. Niel; Busenberg, Eurybiades

doi:10.1016/0016-7037(82)90056-4

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“…Si les valeurs numériques obtenues pour le pK s confirment les résultats de PLUMMER et BUSENBERG (1982), en revanche des divergences existent en ce qui concerne CaHC0 3 + et CaCO 3 0 .…”

Section: Resultsunclassified

“…Des différentes expressions répertoriées dans la littérature nous avons retenu pour K 2 la relation obtenue par PLUMMER et BUSENBERG (1982) en compilant les résultats de plusieurs auteurs (NÂSÀNEN, 1946 ;HARNED et SCHOLES, 1941 ;CÙTA et STRAFELDA, 1954 Remarque : Les solutions étudi ées étant peu concentrées, nous avons confondu molarité et molalité.…”

Section: Méthodes De Calculunclassified

“…Leur comparaison à celles de la littéra-ture montre que : -pour pK s (7/Q\ 1), nos valeurs sont en parfait accord avec celles déduites des corrélations proposées par PLUMMER et BUSENBERG (1982) + Ce travail (val eurs cal cul ées).…”

Section: Comparaison Avec Les éTudes Antérieuresunclassified

“…-la première est relative au programme de calcul proprement dit, le but étant de trouver la fonction passant au plus près de l'ensemble des points expérimentaux ; un faible écart sur ces derniers se traduit par des fluctuations importantes sur les paramètres A, B, C et D recherchés, -la seconde concerne la méthodologie utilisée pour calculer A, B, C et D. Ainsi, PLUMMER et BUSENBERG (1982) ont mené leur étude sur les trois variétés cristallines du carbonate de calcium (calcite, vatérite et aragonite) et effectué leurs régressions en supposant les paramètres B et D identiques pour les tros formes dans le domaine de température 0-90 °C (c'est-à-dire en admettant que ces trois variétés ont la même chaleur molaire). Pour notre part, nous n'avons considéré dans cette étude que la solubilité de la calcite, ce qui impique une limitation de la validité des corrélations obtenues à 75 °C, la phas= stable n'étant plus au-delà de cette température la calcite puisque de Taragenite apparaît à 80 °C.…”

Section: Comparaison Avec Les éTudes Antérieuresunclassified

“…tableau 1) apparaissent si on compare les travaux de MARTYNOVA et al (1971MARTYNOVA et al ( , 1972, de LANGMUIR et al (JACOBSON et LANGMUIR, 1974 ;REARDON et LANGMUIR, 1974) et de PLUMMER et BUSENBERG (1982), rendant le choix difficile lorsque l'on veut modéliser un traitement à une température donnée. Ces raisons nous ont conduits à nous intéresser à la dissolution dé la calcite à différentes tempéra-tures comprises entre 5 et 75 °C afin de déterminer dans cet intervalle son produit de solubilité ainsi que les constantes de dissociation des paires d'ions CaHC0 3 + et CaC0 3° susceptibles d'intervenir en quantité non négligeable dans le domaine de pH 5,5-8,5, correspondant à celui des eaux naturelles.…”

Section: Introductionunclassified

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Produit de solubilité de la calcite et constantes de dissociation de CaHCO3+ et CaCO30 entre 5 et 75 °C

Dorange¹,

Marchand²,

Guyader³

2005

rseau

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Les valeurs du produit de solubilité de la calcite et des constantes de dissociation de CaHCO3+ et CaCO30, notées K3 et K4, ont été déterminées à différentes températures comprises entre 5 et 75 °C (la calcite est instable aux températures plus élevées) à partir des mesures [(Ca2+)T, pH] de solubilité de ce sel dans l'eau carboniquement pure. Les résultats obtenus ont permis d'établir les relations empiriques suivantes :pKs= 7,8156 + 0,03111 T + (1 502/T) - 5,518 log TpK3= 6,2447 + 0,00437 T + (864,479/T) - 0,363 log TpK4= 2,89636 + 0,00707 T + (102,87/T) - 0,44176 log Texpressions dans lesquelles T désigne la température absolue (K) et log le logarithme décimal.Des variations de pKS avec la température nous avons déduit, à 25 °C, les grandeurs thermodynamiques relatives à la dissolution de la calcite :∆H0 = -2510 cal. mol-1, ∆S0 = -47,2 cal. mol-1. K-1et ∆C∘p = -73,9 cal. mol-1. K-1The values of the solubility product of calcite and dissociation constants of CaHCO3+ and CaCO30, K3 and K4 respectively, were determined at several temperatures between 5 and 75 °C (calcite becomes unstable at higher temperatures) from measurements [(Ca2+)T, pH] of calcite solubility using carbonically pure water. The results obtained lead to the following empirical expressions for the dependence of equilibrium constants on the temperature :pKs= 7,8156 + 0,03111 T + (1 502/T) - 5,518 log TpK3= 6,2447 + 0,00437 T + (864,479/T) - 0,363 log TpK4= 2,89636 + 0,00707 T + (102,87/T) - 0,44176 log Twhere log T is the common logarithm of the absolute temperature T(K).Using this expression of pKS, the calculated thermodynamic properties of the calcite dissolution reaction at 25 °C are :∆H0 = -2510 cal. mol-1, ∆S0 = -47,2 cal. mol-1. K-1et ∆C∘p = -73,9 cal. mol-1. K-

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“…Si les valeurs numériques obtenues pour le pK s confirment les résultats de PLUMMER et BUSENBERG (1982), en revanche des divergences existent en ce qui concerne CaHC0 3 + et CaCO 3 0 .…”

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Section: Méthodes De Calculunclassified

Section: Comparaison Avec Les éTudes Antérieuresunclassified

Section: Introductionunclassified

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Produit de solubilité de la calcite et constantes de dissociation de CaHCO3+ et CaCO30 entre 5 et 75 °C

Dorange¹,

Marchand²,

Guyader³

2005

rseau

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Solubility product of OH-carbonated hydroxyapatite

Ito¹,

Maekawa

Tsutsumi

et al. 1997

J. Biomed. Mater. Res.

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Information on the solubility of OH-carbonated hydroxyapatite, Ca10(PO4)6(CO3)x(OH)2-2x, previously has not been available. In the present study the solubility product (Ksp) of OH-carbonated hydroxyapatite was measured in a 0.1 M acetic acid and sodium acetate buffer solution in a pH range of 4.0-5.8 at a CO2 partial pressure of 10(-3.52) atm. The equilibrium solubility increased with the increase of carbonate content. The Ksp values decreased with the decrease of pH. For example, Ksps were 10(-119), 10(-123), and 10(-130) for pure hydroxyapatite at pH 4.9, 4.5, and 4.1, respectively. The decrease of Ksp was not accounted for by calcium-carbonate complexation. Ksp measured at isoelectric points (L) was expressed as pL = 118.65 - 0.47316 x (CO2 wt%)2.4176. From this formula, the L values were calculated for pure and fully carbonated hydroxyapatite as 10(-118.7) and 10(102.8), respectively. The L value for pure hydroxyapatite agreed with values measured under carbonate-free conditions. Therefore, the L values were regarded as the Ksp for OH-carbonated hydroxyapatite excluding errors arising from carbonate contamination in the solution.

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Influence of phosphate and iron on the extent of calcium carbonate precipitation during anaerobic digestion

Langerak

Beekmans

Beun

et al. 1999

J. Chem. Technol. Biotechnol.

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The extent to which calcium carbonate deposition in an anaerobic reactor can be reduced by adding inhibitors (phosphate and iron) of calcium carbonate crystal growth was investigated. At several concentrations of the additive, the extent of precipitation was assessed in continuous experiments with laboratory-scale reactors. In the reactor, phosphate concentrations as low as 0.5± 5 mg total-P dm À3 were found to severely inhibit CaCO 3 precipitation. However, iron did not inhibit the deposition of CaCO 3 , which was found to be due to the fact that iron, in contrast to phosphate, only inhibits the growth of calcite and not the formation of aragonite. The results led to the conclusion that only additives which inhibit the formation of both aragonite and calcite can be used as effective inhibitors during anaerobic digestion. A chemical equilibrium model was developed and shown to be a useful tool to calculate the extent of calcium carbonate deposition during anaerobic digestion provided the proper apparent solubility product of calcium carbonate can be estimated.

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The solubilities of calcite, aragonite and vaterite in CO2-H2O solutions between 0 and 90°C, and an evaluation of the aqueous model for the system CaCO3-CO2-H2O

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Produit de solubilité de la calcite et constantes de dissociation de CaHCO3+ et CaCO30 entre 5 et 75 °C

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Solubility product of OH-carbonated hydroxyapatite

Influence of phosphate and iron on the extent of calcium carbonate precipitation during anaerobic digestion

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