第三章 水环境化学-1
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第三章水环境化学1、请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中[H 2CO 3*]、[HCO 3-]和[CO 32-]的表达式,并讨论这两个体系之间的区别。
解: 开放体系,考虑到CO 2在气液相之间的平衡,[H 2CO 3*] 不变根据亨利定律: [CO 2(aq)] = K H Pco 2 lg[H 2CO 3*] ≈ lg[CO 2(aq)] = lg K H + lg Pco 2 = - 4.9lg[HCO 3-] = lg K 1 + lg [H 2CO 3*] + pH= -11.3 + pHlg[CO 32-] = lgK 1 + lgK 2 + lg[H 2CO 3*] + 2pH= -21.6 + 2pH*][][][*][]][[32133231CO H H K HCO CO H HCO H K +--+==*][][][*][][][32221233223221CO H H KK CO CO H CO H K K +--+⋅==⋅][][][233*32--++=CO HCO CO H C T 是常数。
的总和为各种碳酸化合态浓度假设,T C TC HCO ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=31αTC CO ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=232αTC CO H ⎥⎦⎤⎢⎣⎡*=320α122122][][1(-+++=K H K K H α1211)][][1(-++++=H K K H α122110][][1(-++++=H K K H K α*][][][*][]][[32133231CO H H K HCO CO H HCO H K +--+==*][][][*][][][32221233223221CO H H K K CO CO H CO H K K +--+⋅==⋅][][][][21233*32+--H K K CO HCO C CO H T 和含有的表示式,,为变量表示以:,][],[*],[21023332得到,,代入把αααT C CO HCO CO H --eg oo d 2、请导出总酸度、CO 2酸度、无机酸度、总碱度、酚酞碱度和苛性碱度的表达式作为总碳酸量和分布系数(α)的函数。
第三章水环境化学1、水中八大离子:K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-和SO42-为常见八种离子2、溶解气体与Henry定律:溶解于水中的气体与大气中的气体存在平衡关系,气体的大气分压P G与气体的溶解度的比表现为常数关系,称为Henry定律,该常数称为Henry定律常数K H。
[G(aq)] = K H PG K H-气体在一定温度下的亨利定理常数 (mol/L.Pa) PG -各种气体的分压 (Pa)3、水体中可能存在的碳酸组分 CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3 ( H2CO3*)4、天然水中的碱度和酸度:碱度:水中能与强酸发生中和作用的全部物质,即能够接受质子H+的物质总量;酸度:凡在水中离解或水解后生成可与强碱(OH-)反应的物质(包括强酸、弱酸和强酸弱碱盐)总量;即水中能与强碱发生中和作用的物质总量。
5、天然水中的总碱度=HCO3-+2CO32-+ OH- —H+6、水体中颗粒物的类别(1)矿物微粒和粘土矿物(铝或镁的硅酸盐)(2)金属水合氧化物(铝、铁、锰、硅等金属)(3)腐殖质 (4)水体悬浮沉积物 (5)其他(藻类、细菌、病毒等)影响水体中颗粒物吸附作用的因素有:颗粒物浓度、温度、PH。
7、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附、化学吸附、离子交换吸附和专属吸附。
8、天然水的PE随水中溶解氧的减少而降低,因而表层水呈氧化性环境。
9、吸附等温线:在一定温度,处于平衡状态时被吸附的物质和该物质在溶液中的浓度的关系曲线称为吸附等温线;水环境中常见的吸附等温线主要有L-型、F-型和H-型。
10、无机物在水中的迁移转化过程:分配作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集、生物降解作用。
11、PE:pE 越小,电子活度越高,提供电子的倾向越强,水体呈还原性。
pE 越大,电子活度越低,接受电子的倾向越强,水体呈氧化性。
pe影响因素:1)天然水的pE随水中溶解氧的减少而降低;2)天然水的pE随其pH减少而增大。