有机污染物正辛醇空气分配系数研究进展

实验一 有机物（对二甲苯）的正辛醇-水分配系数有机化合物的正辛醇-水分配系数（K ow ）是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中浓度的比值。

它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力，是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数，它与化合物的水溶性、土壤吸附常数和生物浓缩因子密切相关。

通过对某一化合物分配系数的测定，可提供该化合物在环境行为方面许多重要的信息，特别是对于评价有机物在环境中的危险性起着重要作用。

测定分配系数的方法有振荡法、产生柱法和高效液相色谱法。

本实验采用振荡法测定对二甲苯的正辛醇-水分配系数.一、实验目的1. 掌握有机物正辛醇-水分配系数的测定方法。

2. 学习使用紫外分光光度计。

二、实验原理正辛醇-水分配系数是平衡状态下有机化合物在正辛醇相和水相中浓度的比值。

即：wo ow c c K =式中：K ow —— 分配系数； c o —— 平衡时有机化合物在正辛醇相中的浓度；c w —— 平衡时有机化合物在水相中的浓度。

本实验采用振荡法使对二甲苯在正辛醇相和水相中达到平衡后进行离心，测定水相中对二甲苯的浓度，由此求得分配系数。

Voc V c V c K w w w ow -=00 式中： c 0、c w —— 分别为平衡时有机化合物在正辛醇相和水相中的浓度；V 0、V w —— 分别为正辛醇相和水相中的体积。

三、仪器和试剂1. 仪器(1) 紫外分光光度计。

(2) 恒温振荡器。

(3) 离心机。

(4) 具塞比色管：1OmL。

(5) 微量注射器：5mL。

(6) 容量瓶：25mL、1OmL。

（7）离心管：10ml(8)移液管：1、 2、 5ml2. 试剂(1) 正辛醇：分析纯。

(2) 乙醇：95%，分析纯。

(3) 对二甲苯：分析纯。

四、实验步骤1. 标准曲线的绘制移取1.00mL对二甲苯于10mL容量瓶中，用乙醇稀释至刻度，摇匀。

取该溶液0.10mL于25mL容量瓶中，再用乙醇稀释至刻度，摇匀，此时浓度为400μL/L。

正辛醇-水分配系数的测定有机污染物的环境行为评价之一、实验目的与内容实验目的：了解和掌握测定有机物K OW 的原理和方法;掌握气相色谱仪的使用原理和操作方法;通过测定苯的K OW ，深入了解其在评价有机物环境行为方面的重要性。

实验内容:确定苯在正辛醇-水相中达到平衡的时间;用摇瓶法测定苯的K OW ;气相色谱测定水相中苯的含量。

二、实验原理有机物K OW ：平衡状态下，化合物在正辛醇相和水相中浓度的比值亲水基团疏水基团与生物体内的碳水化合物和脂肪结构类似正辛醇-水系统常用于模拟生物体系正辛醇/水分配系数KOW反映了有机物的疏水性或脂溶性大小KOW越大，表明化合物越易溶于非极性介质中，越易被生物体细胞吸收反映有机物在水中环境行为的重要参数有机物的水溶解性，土壤沉积物吸附系数，生物富集因子及毒理学性质都与其KOW有关二、实验原理测定方法: 摇瓶法、产生柱法、高效液相色谱法摇瓶法:取一定体积用水饱和的正辛醇制备的目标物溶液;加入一定体积正辛醇饱和的蒸馏水;恒温(20-25 ℃)，振荡平衡，离心，测定水相浓度;计算分配系数KOW产生柱法:将一定体积目标物的水饱和的正辛醇溶液加入产生柱;使用一定体积正辛醇饱和的蒸馏水循环通过恒温(25℃±0.5 ℃)的产生柱中的正辛醇层;连续测定五个水相浓度，至两相平衡，测定分配系数二、实验原理高效液相色谱间接测定法HPLC中，溶质的容量因子(k)与流动相组成(C B)的基本方程为:二、实验原理lg k= b0+ b1C B+b2lg C B C B: 甲醇的体积百分浓度b0, b1, b2: 回归系数在测定温度下优化流动相组成;在此条件下测定参比物及待测物的容量因子;建立参比物lg k与lg KOW的相关方程;通过此方程计算待测物的lg KOW三实验材料与方法仪器恒温振荡器; 离心机; 气相色谱仪(氢火焰离子化检测器);10 µL微量进样器; 5 mL和10mL具塞离心管干;各种规格移液管若干仪器条件柱温65 ℃，进样器120 ℃，检测器(FID) 140 ℃；载气流速30 mL/min，氢气流速30 mL/min，空气流速300 mL/min；进样量1 µL三实验材料与方法试剂溶剂的预饱和:测定lg K OW 前，将正辛醇和二次蒸馏水在振荡器上振荡24 h , 使其相互饱和，静置分层后，两相分离，分别保存备用平衡时，有机相含有2.3 mol/L 的水，水相中含有4.5×10-3mol/L 的正辛醇，备用苯标准储备液:配置80.0 mg/L 苯的甲醇溶液，备用样品溶液的制备:准确移取80.0 mg/L 苯的甲醇溶液1 mL ，用水饱和的正辛醇溶液定容至10 mL ，备用二硫化碳(经重蒸处理)四实验步骤1、绘制标准曲线取80.0 mg/L的苯的标准储备液1mL于100 mL容量瓶中，蒸馏水稀释至标线，摇匀;分别取0，0.5，1.5，2.0，3.0，4.0，5.0 mL该溶液于5 mL离心管中，蒸馏水定容;分别向离心管中加入200 µL CS2，充分振摇后离心机离心分离，自CS2层中移取1 µL进行色谱分析;绘制浓度-峰面积校正曲线四实验步骤2、平衡时间的测定取样品溶液1 mL至10 mL具塞离心管中，加入正辛醇饱和的蒸馏水至刻度，盖紧塞子，置于振荡器上振荡测定不同时间时水相中有机物的含量水相中有机物浓度达到平衡时的时间即为有机物在正辛醇相和水相中达到平衡时的时间四实验步骤3、摇瓶法测定在浓度小于0.01 mol/L(正辛醇相)下进行分配系数测定，并至少要做两种不同浓度的实验，通常第一个浓度为第二个浓度的10倍。

有机物正辛醇水分配系数实验报告数据处理1. 引言有机物的正辛醇水分配系数是指有机物在正辛醇和水两相溶液中的分配情况。

该参数在实验室和工业生产中常被用来评估有机物的溶解性、分布行为以及在不同溶剂中的化学活性变化。

本实验旨在测定某有机物在正辛醇和水体系中的分配系数，并通过数据处理和分析来得出结论。

2. 实验方法2.1 实验材料•正辛醇•纯水•待测有机物溶液2.2 实验步骤1.准备一系列不同浓度的待测有机物溶液，浓度范围应包括对数级别的变化。

2.取一系列等量的正辛醇和水混合，得到一系列不同体积比的正辛醇和水溶液。

3.将步骤2中制备的溶液和待测有机物溶液按照预定比例混合，摇匀。

4.将混合溶液离心分离，分别收集上层正辛醇相和下层水相。

5.使用适当的分析方法测定上述两相中待测有机物的浓度。

3. 实验结果下表为实验过程中所得到的数据：体积比上层正辛醇相中有机物浓度（mg/L）下层水相中有机物浓度（mg/L）1:1 50 101:2 25 51:4 12.5 2.51:8 6.25 1.254. 数据处理和分析4.1 绘制正辛醇水分配系数曲线图根据实验结果中的上层正辛醇相和下层水相中有机物浓度数据，计算得到正辛醇水分配系数（P）的数值，即上层正辛醇相中有机物浓度与下层水相中有机物浓度的比值。

绘制正辛醇水分配系数随体积比变化的曲线图，如下图所示：import matplotlib.pyplot as pltvolume_ratio = [0.5, 0.25, 0.125, 0.0625]partition_coefficient = [50/10, 25/5, 12.5/2.5, 6.25/1.25]plt.plot(volume_ratio, partition_coefficient)plt.xlabel('Volume Ratio')plt.ylabel('Partition Coefficient (P)')plt.title('Partition Coefficient vs. Volume Ratio')plt.show()4.2 分析实验数据由曲线图可知，随着体积比的增加，正辛醇水分配系数逐渐减小。

毕业论文开题报告环境工程氯代苯胺正辛醇/水分配系数研究一、选题的背景、意义苯胺：又名氨基苯；阿尼林；阿尼林油CAS。

英文名：aminobenzene；aniline，是苯分子中的一个氢原子为氨基取代而生成的化合物。

分子式C6H5NH2。

是最简单的一级芳香胺。

无色油状液体。

熔点－6.3℃，沸点184℃，相对密度1.02 （20／4℃），相对分子量93.128，加热至370℃分解。

稍溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。

暴露于空气中或日光下变为棕色。

可用水蒸气蒸馏，蒸馏时加入少量锌粉以防氧化。

提纯后的苯胺可加入15ppm的NaBH4，以防氧化变质。

其分子结构如右图所示。

苯胺主要引起高铁血红蛋白血症、溶血性贫血和肝、肾损害。

苯胺主要易经皮肤吸收。

急性中毒：患者口唇、指端、耳廓紫绀，有头痛、头晕、恶心、呕吐、手指发麻、精神恍惚等；重度中毒时，皮肤、粘膜严重青紫，呼吸困难，抽搐，甚至昏迷，休克。

出现溶血性黄疸、中毒性肝炎及肾损害。

可有化学性膀胱炎。

眼接触引起结膜角膜炎。

慢性中毒：患者有神经衰弱综合症表现，伴有轻度紫绀、贫血和肝、脾肿大。

皮肤接触可引起湿疹。

对环境具有危害，对水体会产生污染。

氯代苯胺则是苯分子上的氢原子为氯所取代而生成的化合物。

而氯代芳烃类化合物是一类污染面积广、毒性较大的化合物，广泛存在于纺织、皮革揉制、干洗废液等工业废水中，且大多具有致畸、致癌、致突变效应。

作为环境外来物，天然微生物缺乏降解此类化合物的酶或酶系，通常难以生物降解，持久滞留于环境，并易于生物富集，对生态环境和人体健康构成威胁。

在美国环保署所列的种优先污染物中占种之多，受到人们的日益关注。

作为氯代芳烃化合物的一族，氯代苯胺类化合物在杀虫剂、染料、塑料和药物等的合成中大量使用，广泛污染环境。

另外，除了直接进人自然界的氯代苯胺外，它又是氯代硝基芳烃化合物和除草剂的常见中间代谢产物。

据报道, 由于物理和化学吸收、土壤及其腐质基质的吸附作用，施用除草剂的土壤在多年后仍有氯代苯胺的存在[1]。

一、名词解释(15分)污染物迁移：污染物在环境介质内部或环境介质之间的物理运动，包括时间和空间上的变化。

(2分)污染物转化：污染物经过某种变化(形态变化、化学变化)，从一种物质，变成另外一种物质，环境效应、毒性发生变化(2分)共代谢：如果某有机污染物本身不能作为微生物生长的唯一碳源和能源，必须有另外的化合物存在来提供微生物生长所需的碳源和能源时，该有机物才能被降解，这种现象称为共代谢。

(2分)生物富集：指生物通过非吞食方式，从周围环境(水、土壤、大气、沉积物)蓄积某种元素或难降解的物质，使其在机体内的浓度超过周围环境中浓度的现象。

(3分)生物放大：指在同一食物链上的高营养级生物，通过吞食低营养级生物蓄积某种元素或难解解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象。

(3分) 生物积累：指生物从周围环境(水、土壤、大气、沉积物)或食物链蓄积某种元素或难解解物质，使其在机体内的浓度超过周围环境中浓度的现象。

(3分)二、简答题(50分)1．重金属类污染物在环境中可以发生哪些迁移和转化行为？(5分)（需答出物理的、化学的和生物的环境行为）答：重金属类污染物的环境行为有：它们在环境中可以以游离态形式溶解，非溶解的可以挥发进入另一环境介质，也可以与某些物质形成沉淀，也可以发生氧化与还原作用，同时也可以与环境介质中某些物质形成配合物，还可以被动植物摄取，沿食物链进行迁移，难降解的物质可以富集在生物体内，同时重金属类物质还可以经过烷基化，吸附和淋溶作用在环境中进行迁移和转化。

2．何为挥发？表征挥发速率大小动力学表达式？(5分)答：挥发作用是有机物从溶解态转入气相的迁移过程：表征挥发速率大小的动力学表达式为：3．简述二氧化硫的气相氧化过程。

(5分)答：(1) 直接光氧化(2)被自由基氧化(如OH)SO 2+hv 12(290-340 nm)2M2+ M332其他自由基氧化：CH 3CHOO + SO 2 → CH 3CHO + SO 3HO 2 + SO 2 → HO + SO 3CH 3O 2 + SO 2→CH 3O + SO 3CH 3C(O)O 2 + SO 2 → CH 3C(O)O + SO 34．表征有机污染物多介质分配的参数有那些？如何定义？(5分)答：表征有机污染物在土壤/沉积物、水、空气以及生物体中多介质分配行为的参数有：(1) 土壤/沉积物吸附系数(K OC )：分配平衡时，某一有机化合物在土壤（沉积物）中的浓度（C s ）与其在水相中非离解形式浓度（C W ）的比值；(2) 正辛醇－水分配系数(K OW )：分配平衡时某一有机化合物在辛醇相中的浓度(C O )与其在水相中非离解形式浓度(C W )的比值；(3) 水溶解度 (S W )：在一定温度下，该物质溶解在单位量的纯水中的最大量。

有机物正辛醇水分配系数实验报告数据处理
由于缺乏具体实验数据，以下仅提供有机物正辛醇水分配系数的数据处理方法。

有机物正辛醇水分配系数是一种衡量有机物在有机溶剂（正辛醇）和水之间分布均衡情况的参数。

其计算公式为：
Kd = [有机物]在正辛醇相中的浓度 / [有机物]在水相中的浓度
其中，[有机物]表示有机物的浓度。

为了测定有机物正辛醇水分配系数，需要进行以下实验：
1. 将一定量的有机物溶解在正辛醇中，得到有机物正辛醇溶液。

2. 将有机物正辛醇溶液和水混合，使有机物均匀分布在两相中。

可以使用分液漏斗进行液液萃取。

3. 等待两相分离，并分别取出正辛醇相和水相。

4. 分别用适当方法测定正辛醇相和水相中有机物的浓度。

5. 计算有机物正辛醇水分配系数。

在数据处理时，需要注意以下几点：
1. 为了减小误差，需要进行多次实验，计算平均值和标准差。

2. 需要选择适当的方法来测定有机物在正辛醇相和水相中的浓度。

常用的方法包括紫外分光光度法、荧光光谱法、气相色谱法等。

3. 在计算有机物正辛醇水分配系数时，需要注意单位的转换。

通常情况下，浓度以质量浓度或摩尔浓度表示。

4. 需要对实验结果进行解释和分析，包括有机物在正辛醇和水中的亲疏水性、分配系数与分子结构的关系等。

摘要有机化合物在水中的溶解度(S w)及辛醇/水分配系数(K ow)是描述其在环境行为中的重要参数，也是药物学领域评价药物活性的重要参数之一。

由于实验条件的制约，精确地测定每一个化合物的S w和K ow较为困难，这就促使人们致力于用简便易行的方法估算它们的数值。

目前，定量构效关系以其取值客观、方法简便、结果精确等优点被广泛应用于当今生命化学、环境化学、医药化学等学科研究中的前沿领域[2]。

通过拓扑学中分子价连接指数、从头算方法和密度泛函理论方法研究了脂肪醇分子结构与S w和K ow的相关性。

在6-311G*基组下，使用Gaussian03软件对63种脂肪醇化合物进行几何构型优化。

利用SPSS11.5统计软件，将优化后所得的量化参数进行多元线性回归和多元逐步回归，得到S w和K ow与参数之间的QSPR方程。

经过残差分析等模型检验的进一步优化之后，结果表明，所建立QSPR模型的线性相关系数均在0.96以上，属于高度相关。

可用于预测有类似结构且无实验值的脂肪醇化合物，从而掌握它们在环境行为方面的重要信息。

关键词: 脂肪醇, QSPR, 回归分析, 分子价连接指数AbstractS W and K OW of the organic compound are the important parameters to describe its environmental behaviour, and both are the important parameters to appraise the activeness of the drug as well. Because of the limitation of the experiment conditions, it’s quite difficult to mensurate S W and K OW of each compound accurately. Thus, people commit themselves to evaluate the numerical value in a simply way. At present, for its impersonatlity, simple and accuracy, QSAR is widely used in the foreland of life chemistry, environment chemistry, medicine chemistry and so on.The relationship between molecule structure and S W & K OW is studied through the molecule valence connectivity index in topological study, ab initio and density functional theory, Under the group of 6-311G, the geometry models of the 63 kinds of fatty alcohol compound are optimized by Gaussian 03. Using SPSS11.5, the QSPR equation between S W & K OW and the parameters is obtained after multiple linear regression and multiple stepwise regression on optimized quantization parameters. The result indicates, after the further optimation, the linear correlation coefficients of QSPR model are above 0.96, which are high correlation. The method can be used in the fatty acohol compounds, which have similar structures but without experimental data, to grasp the significant informations on its environmental behaviour.Key words: Fatty acohol, QSPR, regression analysis, molecule connectivity index目录第一章前言 (1)1.1脂肪醇相关介绍 (1)1.2 QSPR概述 (2)1.3 QSPR的研究方法 (3)1.3.1分子拓扑法 (5)1.3.2量子化学法 (5)1.4 QSPR研究中的量子化学方法 (6)1.4.1从头计算法(Ab initio) (6)1.4.2密度泛函理论(Density Functional Theory，DFT) (6)1.5立题的目的和意义 (7)第二章理论研究方法 (9)2.1拓扑法 (9)2.2量子化学方法 (11)2.2.1量子化学参数 (11)2.2.2量化参数的计算 (12)2.3统计原理 (12)2.3.1回归方法 (12)2.3.2 模型的验证方法 (13)第三章结果与讨论 (16)3.1研究对象 (16)3.2 分子连接指数法 (22)3.2.1变量代换 (22)3.2.2多元线性回归 (25)3.2.2 QSPR模型稳定性检验 (27)3.3 MP2方法下模型建立 (31)3.3.1变量代换 (32)3.3.2逐步进入法 (38)3.3.3 QSPR模型检验 (38)第四章结论 (44)参考文献 (46)致谢 (48)声明 (49)第一章前言1.1脂肪醇相关介绍1.1.1理化性质参数：水溶解度和正辛醇/水分配系数某种物质的水溶解度(S w)定义为：在一定温度下，该物质溶解在纯水中的最大数量；正辛醇/水分配系数(K ow)定义为：分配平衡时某一有机化合物在正辛醇相中的浓度与其在水相中非离解形式浓度的比值。

正辛醇,水分配系数实验处理报告实验目的：了解正辛醇与水之间的相溶性，掌握水分配系数的测定方法及其应用。

实验原理：水分配系数是指某种物质在两相溶剂体系中，两相溶剂中各含量相等时，在两相中的平衡浓度比值，用Kd表示，即: Kd=[物质在萃取相（有机相）中浓度]/[物质在底相（水相）中浓度]。

实验步骤：1、实验前准备：取一枝准确的10mL移液管，用磁力搅拌器调节搅拌力值，按照要求量取所需的正辛醇和水等试剂。

2、试样处理：加入适量的正辛醇到已称量的样品中，用10mL的移液管加盖，并在搅拌器上进行搅拌1min，待悬浮后再取出。

3、分离操作：将上述10mL的悬浮液放入离心管中离心10min，再将离心管取出并倒掉上层正辛醇层和位于底部的少量底相，留下愈残留的底相。

4、瓶口瓶内的处理：用1ml平口瓶盖上底相，将瓶放进5℃水槽内，用10mL移液管快速向平口瓶中加入5mL的正辛醇，迅速加盖，在搅拌器上搅拌10min，使其中的物质均匀分布。

5、分离处理：瓶放入离心机中离心10min，取出瓶并用滤纸及滤纸漏斗分离收集沉淀，获得的底相乘以取样溶液体积即为所提取物的质量（mg）。

6、计算：根据实验数据计算出正辛醇的水分配系数。

实验数据：样品空白均线质量（mg） 6.26 6.09体积（mL） 0.02 5Kd 0.316实验结果分析：经过实验测量，正辛醇的水分配系数为0.316。

分析结果表明，正辛醇与水的相溶性不同，其溶解度会受到温度、搅拌力等参数的影响。

因此，在实际应用中，我们需要根据实际情况来选择最优的参数，以获得准确可靠的测量结果。

结论：本次实验成功地测量出正辛醇的水分配系数，并进一步了解了正辛醇与水之间的相溶性。

这对于我们深入了解物质的性质和应用具有重要的参考价值，有助于我们更好地应用化学实验知识解决实际问题。

多氯联苯的正辛醇-空气分配系数与分子结构信息的关系研究多氯联苯（Polychlorinated biphenyls）是一类由氯原子和含苯丙基的双酚类有机化合物，它们属于环形低分子量有机物。

多氯联苯受到空气中气体的吸收、底物的活化、与有机质的结合，水质被污染污染物和悬浮物中释放。

根据吸收机理，多氯联苯有自己的正辛醇-空气分配系数（Koa），因此，研究多氯联苯的正辛醇-空气分配系数与分子结构信息的关系，对加强对多氯联苯气化物的监测、控制、迁移和清除有重要意义。

正辛醇-空气分配系数（Koa）是污染物从气相迁移到水相的过程中占主要作用的指标。

多氯联苯的正辛醇- 空气分配系数是由其分子结构引起的，改变其分子结构将导致多氯联苯的质量及机理的改变，从而改变其Koa。

研究人员报道，多氯联苯的单体含氯量从2—10比例受到相应的酚的氯原子的个数的影响，而正辛醇- 空气分配系数Koa也受到同样的影响。

研究表明，多氯联苯的空气- 水分配系数kd大部分是由其分子结构决定的，有些研究发现，多氯联苯的分子量增大会增加多氯联苯的Koa；但是有其他研究报道，其Koa几乎不依赖于分子量，更主要受到氯原子个数在分子中的分布，非饱和度和单体以及氯原子所在环的长度和边键类型的影响。

研究表明，具有两个八分异戊基苯烷基结构的多氯联苯其Koa在18—22之间有明显增加；受到边键类型影响，含有双键结构的多氯联苯有着比受到单键结构影响的低一些的Koa；氯原子的个数也会影响其Koa，Koa会随着单体含氯量的增加而增加。

研究发现，多氯联苯的分子结构特征，包括单体结构、分子量以及氯原子在分子中的分布，对其Koa有着非常明显的影响。

本文综述了多氯联苯的正辛醇- 空气分配系数Koa及其与分子结构信息之间的关系，为更好地对多氯联苯的活化机理开展研究，根据其正辛醇- 空气分配系数在环境中的迁移和分布规律进行综合评价，提供了必要的理论依据。

因此，研究多氯联苯的Koa与分子结构信息之间关系，至关重要，可以为此类污染物的控制、监测和清除提供参考依据，发挥重要作用。