第二章自然界的物质介绍.ppt

第二章自然界的物質 李長儒 Chang-Ju, Lee 自然水 存在於自然界未經處理的水稱為自然水，如海水、河水、湖水、泉水、地下水、雨水與冰原水系水等。 物性 化性 水因易與許多物質形成特殊引力，故水是優良溶劑，可溶解許多物質。 IA族金屬與IIA族金屬與水作用會產生氫氣，溶液並呈鹼性。 非金屬氧化物溶於水呈酸性。 水質 硬水：水中含有Ca2+或Mg2+稱為硬水。 當水中含有可溶性鈣或鎂的HCO3-的硬水，稱為暫時硬水。 當水中含有SO42-及Cl-其中的鈣離子或鎂離子不會因為煮沸而出去，稱為永久硬水。 硬水的軟化 [原理]：能去除 Ca2+、Mg2+ 陽離子的方法，可軟化暫時及永久硬水 。 常見的硬水軟化法有煮沸法、石灰-蘇打法、蒸餾法、陽離子交換法等四種。 煮沸法 暫時硬水可藉由煮沸法軟化。 2Ca(HCO3)2→2CaCO3+H2O+CO2 2Mg(HCO3)2→2MgCO3+H2O+CO2 石灰-蘇打法 蒸餾法 陽離子交換法 海水中主要的物質含量 食鹽 食鹽學名氯化鈉 ( NaCl )，是海水中含量最多的化合物。 ◎健康低鈉鹽即氯化鈉中混入約47%氯化鉀，故鈉鹽百分率相對減少。 由海水在鹽田中經日曬蒸發而製得。 海水蒸發時，各種溶鹽順序結晶而出：硫酸鈣( CaSO4 )最先沈澱，其次為食鹽 ( NaCl )，最後餘下的濃鹽溶液稱苦滷，海水中可提煉鎂(及化合物)、鹵化物和其他鹽類。 電解 NaCl(aq) 海水淡化 逆滲透法 在正常情況下，水分子由低濃度溶液(淡水)經由 半透膜流至高溶度溶液(海水)。 因外加壓力使水分子反向流動造成逆滲透 熱汙染 熱汙染----因熱量排入河流、湖泊或海洋中，使水中自然生態破壞的汙染。 優養化 優養化----因含氮、磷的物質排入水中造成水中藻類及微生物快速繁殖生長，而耗盡水中的氧氣，造成魚貝類死亡，淨水發臭的現象。 水汙染防治 大氣的組成 定義：地球表面上空分佈1000公里內所覆蓋的空氣稱為大氣；大氣總質量為9×1021公斤，由於地心引力的關係，約有99 %的大氣處於離海平面高度30公里以下。 原始大氣：H2、H2O、CH4、NH3 現今大氣：N2、O2、Ar、CO2 等 大氣的組成 對 流 層 平 流 層 平流層----離地表13公里至50公里含有臭氧具吸收紫外線的功能，可保護地表生物，又稱臭氧層。 中 氣 層 中氣層----離地表50公里至85公里，含有氧、臭氧及碳和氮的氧化物 。此層會進行氧之光分解，又稱光化層。 游 離 層 游離層----離地表85公里至550公里，離子多，溫度高，又稱增溫層。 外 氣 層 外氣層 ---- 離地表550公里至1000公里的高空，含H、He 的外太空起點。 壓力單位 空氣污染 決定因素： A.污染源 B.大氣的轉移 C.接受物 光煙霧 氟氯碳化物(Freon ) 簡稱 (CFCs) 用途：冰箱、汽車、冷媒、噴霧劑、食品冷凍劑、泡棉發泡劑 hν CF2Cl2 → F2ClC? + Cl? Cl?+ O3 → O2 + ClO O3 → O2 + O? +) ClO + O?→ O2 + Cl? 總反應 2O3 → 3O2 大氣的轉移 土壤微生物：CO消耗 雨：氮及硫化物 洗去 風：沖散污染氣體 接受物 生物體接觸污染，部分可排除，部分無法排除，積留體內致生病或死亡 觸媒轉化器 觸媒轉化器 ---- 利用鉑 (Pt) 、銠(Rh)或 V2O5 等觸媒使燃燒不完全的CO及有機物轉變為CO2 和H2O ，並將氮的氧化物還原為氮氣。 1.013 bar 或 1013 mb (毫巴) 氣　象　用 1033.6 gw/cm2，___________dyne/cm2，1.013×105 nt/m2(Pa)帕?SI制 單位面積所受的力 76 cmHg，760 mmHg，760torr(托) 水銀柱高度 表示 1標準大氣壓力(1atm)(在0?C、海平面) 大氣壓 表示法 光煙霧---- NO與有機物在空氣中經光化學反應產生新污染物質，由於地形及氣候而產生通風不良煙霧瀰漫的現象，又稱為洛杉磯煙霧。 都會區的光化學煙霧 1.化石燃料完全燃燒 C + O2→ CO2 溫室效應：阻止紅外光輻射逸入太空，使地球溫度 升