水环境化学完整版本.pptVIP

若在一个有微生物作用产生CH4及CO2的厌氧水中，假定pco2=pCH4，pH=7.00，相关半反应为pEo=2.87pE=pEo+lg（pCO20.125.[H+]/pCH40.125)=2.87+lg[H+]=-4.13说明是一还原环境，有提供电子的倾向。?四、氧化-还原平衡不同天然水在pE-pH图中的近似位置许多重金属在水体中以配合物的形式存在，其不同的存在形式具有不同的性质。重金属离子作为中心离子，某些阴离子或有机化合物可以作为配位体。1.配合物的稳定常数配合物在溶液中的稳定性是指配合物在溶液中离解成中心离子和配位体，当离解达到平衡时离解程度的大小。配合物的逐级生成常数(或逐级稳定常数)和积累稳定常数(积累生成常数)是表征配合物在溶液中稳定性的重要参数。?五、配合作用这里将K1,K2称为逐级生成常数(或逐级稳定常数)，?五、配合作用2.羟基对重金属离子的配合作用?五、配合作用?五、配合作用图3-5PbO的溶解度（JamesF.Pankow,AquaticChemistryConcepts,1991）pH?三、沉淀-溶解平衡金属硫化物是比氢氧化物溶度积更小的一类难溶沉淀物，只要水环境中存在S2-，几乎所有的重金属均可以从水体中除去。2.硫化物?三、沉淀-溶解平衡3.碳酸盐?三、沉淀-溶解平衡封闭体系Ca2+＋CO32-CaCO3(s)Ksp＝[Ca2+][CO32-]＝10-8.32[Ca2+]＝Ksp/[CO32-]＝Ksp/(CTα2)?三、沉淀-溶解平衡图3-6封闭体系中CT＝常数时，CaCO3斜率的溶解度（W.Stumm，J.J.Morgan，1981）?三、沉淀-溶解平衡开放体系CT＝［CO2］/a0＝KHPco2/a0［CO32-］＝a2·KHPco2/a0大气中CO2分压固定，溶液中的[CO2]浓度也相应固定，则有?三、沉淀-溶解平衡水的稳定性水的稳定性是指水中碳酸钙的溶解和沉积性。如果水体中CaCO3过饱和，则称为水具有沉积性，会发生CaCO3的沉积。如果水体中CaCO3没达饱和，CaCO3会在水中溶解，此时称水具有侵蚀性。?三、沉淀-溶解平衡水的稳定性指数SS＝pH－pHs|S|≤0.25～0.3范围内的水都认为是稳定的S＜0的水称为具有侵蚀性S＞0的水称为具有沉积性pHs＝pKa2－pKsp－lg[Ca2+]－lg([碱度]＋[H+]－Kw/[H+])＋lg(1＋2Ka2/[H+])pHS＝pKa2－pKsp－lg[Ca2+]－lg[碱度]（pH＜9）(1)定义酸碱反应：pH=-lg(aH+)aH+____氢离子在水溶液中的活度，它衡量溶液接受或迁移质子的相对趋势；还原剂和氧化剂可以定义为电子供体和电子接受体，可定义pE为：pE=-lg(ae)1.电子活度和氧化还原电位?四、氧化-还原平衡pE的严格热力学定义是由Stumm和Morgan提出的，基于下列反应：2H+(aq)+2eH2(g)当H+(aq)在1单位活度与1.013×105Pa的H2平衡(同样活度为1)的介质中,电子活度为1.00,pE=0.0。pE越小，电子浓度越高，体系提供电子的倾向越强pE越大,电子浓度越低，体系接受电子的倾向越强?四、氧化-还原平衡(2)氧化还原电位E与pE的关系?四、氧化-还原平衡?四、氧化-还原平衡?四、氧化-还原平衡?四、氧化-还原平衡2.天然水的pE-pH图图3-7天然水体的pE-pH图(1)水的氧化还原限度边界条件：氧化限度1.0130×105Pa氧分压还原限度1.0130×105Pa氢分压氧化限度:?四、氧化-还原平衡pE=20.75-pH还原限度:?四、氧化-还原平衡以Fe为例，Fe的pE-pH图落在水的氧化-还原限度内假定溶解性铁最大浓度为1.0×10-7mol/LFe(OH)3(S)和Fe(OH)2(S)的边界Fe(OH)3(S)+H++e=Fe(OH)2(S)