第三章 水污染环境化学.ppt

* * 平衡关系和反应速率 * 硅在生物作用下可沉淀为蛋白石，它可进一步转变为更稳定的石英，但是这种反应进行得十分缓慢且需要高温 * 硅在生物作用下可沉淀为蛋白石，它可进一步转变为更稳定的石英，但是这种反应进行得十分缓慢且需要高温 * 硅在生物作用下可沉淀为蛋白石，它可进一步转变为更稳定的石英，但是这种反应进行得十分缓慢且需要高温 * 大部分情况下为“无定形沉淀”或具有无序晶格的细小晶体，具有很高的“活性”，这类沉淀在漫长的地质年代里，由于逐渐“老化”，转化为稳定的“非活性“ 天然水和工业废水中重金属离子的去除均属于此类问题。由于这类化合物直接与pH值有关，实际涉及到水解和羟基配合物的平衡过程，该过程往往复杂多变，这里用强电解质的最简单关系式表述 从图可见， 1、［H2CO3］＝10-5mol,即PCO2＝0.003atm，这是一条平行于X轴的直线。显然，它的浓度与pH无关。 2、HCO-3与CO2-3相交于pH＝10.33，这时［CO2-3］＝［HCO-3］≈10-1（mol/L）,实际上天然水中约≈10-3（mol/L）。 3、从图中还可查出不同pH时，其它金属离子，CO2-3和HCO2-3的浓度，pH值每增加1个单位，HCO-3的浓度增加10倍，CO2-3增加100倍。 4、从CaCO3到ZnCO3它们的溶解度越来越小。它们的碳酸盐只在中性或微碱性时存在。在稍酸性的浓液中，例如水体中CO2含量较高时，主要以HCO-3盐存在。 第一节 水环境中的沉淀溶解反应 -0.4 0.0 0.4 0.8 4 6 8 10 12 pH ZnS 1.2 14 ZnCO3 Zn(OH)42- Zn(OH)2 Zn(OH)3- Zn2+ (s) 2 Eh(V) H2 O2 （Zn+CO2+S+H2O)系统中，固态和溶解态Zn的稳定场 25℃、 1atm、 Zn（10-5 mol/L） 溶解态CO2和S2- （10-5 mol/L） H2O H2O 因为在天然水系统中控制金属离子浓度最重要的元素通常是S和C，故在图解中考虑到S和C的影响， 当pH低于7—8并有游离氧存在时（氧化还原电位为正值），Me是稳定的；随着pH值的增加，首先生成稳定的重金属碳酸盐，再生成稳定的金属氢氧化物。当氧化还原电位为负值时，在很宽的PH范围内，金属硫化物是稳定的。 第一节 水环境中的沉淀溶解反应 第一节 水环境中的沉淀溶解反应 完 第一节完了 不知道大家 有没有 听懂 如果 没有听懂的话 那 我们 开始下一节的内容了 第二节 水环境中的配合反应 在水环境中存在多种天然的配位体，随着人类活动的加剧，一些人工合成的配位体也进入水体，它们能与重金属离子形成稳定的配合物，对重金属在水环境中的迁移有很大影响。金属离子配合物的形成为天然水体中重金属迁移提供了条件，而且重金属离子配合物与难溶沉淀物的转化也为含重金属离子废水的治理提供了重要手段。 第二节 水环境中的配合反应 关于毒性 1、减小毒性：铜离子的毒性大于配合态铜， 2、增加毒性：有些有机金属配合物增加了水生生物的毒性，甲基汞的毒性大于无机汞的毒性。 3、毒性随形态改变：有害金属离子形成不溶性配合物时，可将其浓度降低到非毒害水平，而另一些配合物的生成，使本来该在自然环境pH下沉淀的金属变为可溶。 第二节 水环境中的配合反应 一、配合物在溶液中的稳定性 1．配合物简介 重金属一般为过渡族元素，有空轨道(S轨道1-2.d轨道1-9)，配位体提供孤对电子。 水中无机配位体：OH- Cl- SO42- HCO3- NH3, 它们与重金属形成单基配合物； 主要有机配位体有：腐植酸、含羧基的糖类、含羟基的酸类、含胺基的胺基酸类、烯醇基(—O-)、偶氮基(—N＝N-)、 环氮基(N )、醚基(—O—)、羰基(—C＝O)等基团的有机物，以及卟啉类化合物等。 最重要的螯合基团与金属离子的亲和力顺序是： —O-＞－NH2＞－N＝N－ ＞-COO-＞—O—＞—C＝０ 第二节 水环境中的配合反应 配合物特性有三个因素 ： （1）配位体的性质； （2）金属离子的电荷 （3）金属在元素周期表中的位置 第二节 水环境中的配合反应 2．配合物的稳定性 稳定常数是衡量配合物稳定性大小的尺度。例如Zn2+离子与NH3形成配合物： Zn2+ + NH3 ==== ZnNH32+ K1 由于上述反应为Zn2+离子与第一个NH3起反应，故此为一级形成反应，反应达到平衡时，其平衡常