氧化还原过程和吸附过程.ppt

（1）线形等温吸附方程吸附方程S=a+KdCS为吸附平衡时固相的溶质浓度（mg/kg），C为吸附平衡时液相的溶质浓度（mg/L）Kd称为分配系数，或称线形吸附系数（L/kg）第37页,共38页，星期六，2024年，5月弗里因德里克吸附等温线（2）弗里因德里克等温吸附方程（FreundlichEquation）S=KCn取对数形式，可变为线性方程lgS=lgK+nlgCSC第38页,共38页，星期六，2024年，5月****地下水中主要的氧化还原元素锰Mn2+(Ⅱ)、MnCO2(Ⅱ)、Mn(OH)2(Ⅱ)Mn4+(Ⅳ)、MnO2(Ⅳ)铬Cr(OH)+(Ⅲ)、Cr2O3(Ⅲ)、Cr(OH)3(Ⅲ)CrO42-(Ⅵ)、HcrO4-(Ⅵ)砷AsO33-(Ⅲ)、HAsO32-(Ⅲ)、As2O3(Ⅲ)AsO43-(Ⅴ)、HAsO32-(Ⅴ)、FeAsO4(Ⅴ)第5页,共38页，星期六，2024年，5月几个基本概念一、氧化还原反应的特征参加反应的各种物质在反应前后有电子的得失，失去电子的过程称为氧化过程、得到电子的过程称为还原过程。二、氧化剂和还原剂在氧化还原反应中，若一种反应物的组成原子或离子失去电子（氧化），则必有另一种反应物的组成原子或离子获得电子（还原），失去电子的物质叫做还原剂，获得电子的物质叫做氧化剂。第6页,共38页，星期六，2024年，5月三、氧化还原半反应式在地下水环境中有游离氧的条件下，Fe2+变为Fe3+的反应常用下列表示：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O实质上，上述反应是一个氧化反应和一个还原反应相互争夺电子的过程，其反应分别如下：O2+4H++4e=2H2O（还原反应）4Fe2+=4Fe3++4e（氧化反应）上述两式称半反应式，“e”表示带负电荷的电子；其中前式是表示还原反应的半反应式，后式是表示氧化反应的半反应式。按照国际惯例，半反应以还原形式表示。4Fe3++4e=4Fe2+（还原反应）几个基本概念第7页,共38页，星期六，2024年，5月四、标准氧化还原电位在标准状态下，金属与含有该金属离子且活度为1mol的溶液相接触后达到反应平衡时的电位称为该金属的标准电极电位。由于目前尚不能以实验方法测定单电极与溶液之间的界面电势差，故一般以标准氢电极（设其任何温度下的电极电位为零）为发生氧化作用的负极，将待测电极作为发生还原作用的正极，组装成原电池来测得电池电动势，即为该电极的标准电极电位。标准氢电极的构造为：将镀有铂黑的铂片插入氢离子活度为1的溶液中，将1个大气压的干燥纯氢气打在铂片上。由于标准电极电位表示物质氧化性及还原性的强弱，所以又称为标准氧化还原电位，以符号E0表示，其单位为V。几个基本概念第8页,共38页，星期六，2024年，5月四、标准氧化还原电位每个半反应式都有E0值，半反应中物质的氧化态和还原态称为相应的氧化还原电对，例如氧化还原电对Pb2+/Pb的标准氧化还原电位记作E0Pb2+/Pb。E0值的大小表征其氧化或还原的能力。E0值越大，表示该电对中的氧化态吸引电子能力强，为较强的氧化剂，如E0F/F-=+2.89V，表明其氧化态（F）吸引电子能力强，所以它在水中以F-出现；而E0Pb2+/Pb=-0.126V，表明其还原态（Pb）失去电子的倾向大，所以它在水中多以Pb2+出现。半反应的标准氧化还原电位还可通过反应的标准自由能变化来计算：式中F为法拉第常数，n为反应的电子数。几个基本概念第9页,共38页，星期六，2024年，5月几个基本概念五、能斯特方程（NernstEquation）氧化还原电位（Eh）：在实际的系统中，参加氧化还原反应的组分的活度一般都不是1mol，该反应在达到平衡时的电位称为氧化还原电位，以Eh表示，单位为V。表示Eh值与E0值和反应组分的活度之间关系的方程称为能斯特方程：R为气体常数，F为法拉第常数，n为反应的电子数，T为绝对温度，[氧化态]与[还原态]分别为氧化态与还原态的活度。第10页,共38页，星期六，2024年，5月可以用电子活度来衡量氧化还原性，记为：pE=-lg[e]水中电子活度高，pE小，还原性强；水中电子活度低，pE大，氧化性强。pE与Eh的关系如下（式中：n-电子转移数；R-气体常数，8.314J/mol