第六章 水中有机物的氧化还原作用ppt课件
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水污染治理(PPT50页).ppt
如今的桃花溪 虽然没有桃花，但是河水清澈
整治桃花溪20年耗资近20亿元。代价是相当的大。
“整治后的桃花溪，仍然不可能达到自然生态时的清澈。因为 原有的桃花溪两岸的自然生态已经不见了，我们哪怕是再努 力，设计再精巧，肯定比不上原有生态。”负责人坦陈。
所以，在今后的城市化建设中，应该吸取桃花溪的教训， 不能因为经济发展牺牲生态环境，因为生态一旦被破坏，修 复需要巨大资金和漫长的等待。这样无异于杀鸡取卵，得不 偿失。太湖污染的历史Fra bibliotek太湖污染的原因
二次污染
工业点源污染
船舶造成的水体污染
污染源
农业面源污染
城市化带来的水体污染
水产养殖的污染
最终导致了太湖水体富营养化，蓝藻泛滥成灾。
工业点源污染
农业面源污染
肥料、农药、畜禽粪便、水产 养殖业、秸秆、村庄生活污水 、村庄生活垃圾对水体氮磷污 染贡献；农膜污染
目前，太湖流域结构性污染 十分严重，化工、纺织印染 、黑色冶金依然是重点污染 行业。 由于乡镇企业的快速发展和 布局的分散性、经营方式的 多变性及其初级粗加工，造 成的污染极为严重 。
养殖
在网箱养殖过程中，投入到太湖中的 饵料中只有30％被鱼类利用，其余 的沉入湖底，污染水质。在这30％ 被利用的饵料中，有91％的氮磷流 失到水体中，造成水体的富营养化。
生活污水
太湖水域捕鱼的船只众多，现在的 捕鱼船多是用柴油作为动力，燃烧 不充分，产生的气态颗粒污染物随 风飘落到太湖中，污染水体。 另一方面，船只老化，废油滴漏严 重，覆盖水面，较难自净，加剧了 太湖水体的污染。
水污染治理
----第六组
中国水污染现状
可以看出，中国水污染现状有些严峻。
但是，受到水污染的河流是可以通过治理得 到净化的。
氧化还原滴定法PPT课件
I2/2I ,因此Cu2能氧化I
10
例：p136例2
ox/Red
O ox/Red
RT nF
ln ox c Red ox Red c ox Red
O' ox/Red
RT nF
ln
cox cRed
条
件
电
极
电
位
：
O' ox/Red
O ox/Red
2
§6.1 氧化还原反应平衡
6.1.1 概述
可逆电对：在反应的任一瞬间，能建立起平衡， 符合能斯特公式。 Fe3+/Fe2+, I2/I-, Fe(CN)63-/Fe(CN)64-
不可逆电对：不能在反应的任一瞬间建立起平衡，
实际电势与理论电势相差较大。以
/S2O32-
能斯特公式计算所得的结果，仅作参考。 MnO4-/Mn2+，Cr2O72-/Cr3+，S4O62-
氧化还原滴定法氧化还原滴定法oxidationoxidationreductiontitrimetryreductiontitrimetry61氧化还原反应平衡62or反应进行的程度63or反应的速率与影响因素64or滴定曲线及终点的确定65or滴定法中的预处理66高锰酸钾法67重铬酸钾法6869其他氧化还原滴定法610氧化还原滴定结果的计算氧化还原滴定法是以氧化还原反应以氧化还原反应为基础的滴定分析方法
Fe3+ = Fe2+
Fe3 1 1[F ] 2[F ]2 3[F ]3
F- +H+ HF
FeF3
[F ]
cF
F (H )
第六章 生物氧化1
cyt.a和a3组成一个复合体，除了含有铁卟啉外， 还含有铜原子。cyt.a a3可以直接以O2为电子受体。 在电子传递过程中，分子中的铜离子可以发生 Cu+ Cu2+ 的互变，将cyt.c所携带的电子传递给 O2。
琥珀酸-Q还原酶
琥珀酸是生物代谢过程（三羧酸循环）中产生的中 间产物，它在琥珀酸-Q还原酶（复合物II）催化下， 将两个高能电子传递给Q。再通过QH2-cyt, c还原酶、 cyt.c和cyt氧化酶将电子传递到O2。 琥珀酸-Q还原酶也是存在于线粒体内膜上的蛋白复 合物, 它比NADH-Q还原酶的结构简单，由4个不同 的多肽亚基组成。其活性部分含有辅基FAD和铁硫 蛋白。 琥珀酸-Q还原酶的作用是催化琥珀酸的脱氢氧化和 Q的还原。
NADH：还原型
它是由NAD+接受多种代谢产物脱氢得到的产物。 NADH所携带的高能电子是线粒体呼吸链主要电子 供体之一。
铁硫蛋白
铁硫蛋白(简写为Fe-S)是一种与电子传递有关的 蛋白质，它与NADHQ还原酶的其它蛋白质组分 结合成复合物形式存在。它主要以 (2Fe-2S) 或 (4Fe-4S) 形式存在。(2Fe-2S)含有两个活泼的 无机硫和两个铁原子。铁硫蛋白通过Fe3+ Fe2+ 变化起传递电子的作用
离子载体抑制剂
一类脂溶性物质，位于脂双层中，能结合 质子之外的其他一价阳离子（K＋/Na＋）等， 从而破坏膜两侧的电位梯度，最终破坏氧 化磷酸化。
氧化磷酸化抑制剂
这类抑制剂对电子传递及ADP磷酸化均有抑 制作用。例如，寡霉素（oligomycin）可与ATP合 酶F1和F0之间柄部的寡霉素敏感蛋白结合，阻止 质子从F0质子通道回流，抑制ATP生成。此时由 于线粒体内膜两侧电化学梯度增高影响呼吸链质 子泵的功能，继而抑制电子传递和分子氧的消耗。
水化学分析——6 氧化还原滴定法
以在1mol/LH2SO4介质中，用0.1000mol/LCe(SO4)2 标准溶液滴定20.00ml0.1000mol/LFe2+溶液为例。
两个电对的电位分别为： (Ce4+/Ce3+) = 1.44 V, (Fe3+/Fe2+) = 0.68 V 在滴定过程中，体系达到平衡时，两个电对的电极 电位相等。
第六章 氧化还原滴定法
两个电对的电极反应为：
相应的能斯特方程为：
第六章 氧化还原滴定法
n1、n2分别是两个半反应得失的电子数，若二者最 小公倍数为p，则n1 p2= n2 p1=p。当反应达到平衡
时，1 2 。
等式两边同乘以p，经移项整理可得：
第六章 氧化还原滴定法
若考虑溶液中的副反应，用K’代替K θ ，用各物质分 析浓度c代替活度 a，则：
于判断氧化还原的反应发生的可能性和完全程度，不 能说明反应进行的速率的大小。对于反应速率较慢的 氧化还原滴定反应，必须设法创造条件加快反应速率。 氧化还原反应的速率与物质的结构有关，一般来说， 仅涉及到电子转移的氧化还原反应速率是快的，而涉 及到打开共价键的体系，反应常常是比较慢的。
第六章 氧化还原滴定法
第六章 氧化还原滴定法
2、专属指示剂 有些物质本身不具有氧化还原性，但它能与氧化剂或 还原剂产生特殊的颜色，这种利用能与氧化剂或还原 剂产生特殊颜色以指示滴定终点的物质，称为专属指 示剂（特殊指示剂）。
例如：可溶性淀粉与碘反应生成深蓝色化合物，可 根据蓝色的出现或消失指示滴定终点。所以，可溶 性淀粉是碘的专属指示剂。
(n1 n2 )sp
(n11 '
n2
C C '
OX1sp OX 2sp
两个电对的电位分别为： (Ce4+/Ce3+) = 1.44 V, (Fe3+/Fe2+) = 0.68 V 在滴定过程中，体系达到平衡时，两个电对的电极 电位相等。
第六章 氧化还原滴定法
两个电对的电极反应为：
相应的能斯特方程为：
第六章 氧化还原滴定法
n1、n2分别是两个半反应得失的电子数，若二者最 小公倍数为p，则n1 p2= n2 p1=p。当反应达到平衡
时，1 2 。
等式两边同乘以p，经移项整理可得：
第六章 氧化还原滴定法
若考虑溶液中的副反应，用K’代替K θ ，用各物质分 析浓度c代替活度 a，则：
于判断氧化还原的反应发生的可能性和完全程度，不 能说明反应进行的速率的大小。对于反应速率较慢的 氧化还原滴定反应，必须设法创造条件加快反应速率。 氧化还原反应的速率与物质的结构有关，一般来说， 仅涉及到电子转移的氧化还原反应速率是快的，而涉 及到打开共价键的体系，反应常常是比较慢的。
第六章 氧化还原滴定法
第六章 氧化还原滴定法
2、专属指示剂 有些物质本身不具有氧化还原性，但它能与氧化剂或 还原剂产生特殊的颜色，这种利用能与氧化剂或还原 剂产生特殊颜色以指示滴定终点的物质，称为专属指 示剂（特殊指示剂）。
例如：可溶性淀粉与碘反应生成深蓝色化合物，可 根据蓝色的出现或消失指示滴定终点。所以，可溶 性淀粉是碘的专属指示剂。
(n1 n2 )sp
(n11 '
n2
C C '
OX1sp OX 2sp
生物化学第六章 生物氧化(共77张PPT)
O O- P
O-
O O P O-
O-
NH2
N
N
焦磷酸
ATP（三磷酸腺苷） 千卡/摩尔
O O- P
O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH
（3）烯醇式磷酸化合物
COOH O CO PO CH2 O
磷酸烯醇式丙酮酸
千卡/摩尔
2.氮磷键型
O
NH
PO
C NH O
N CH3 C H 2C O O H
利用专一性电子传递抑制剂选择性的阻断呼吸 链中某个传递步骤，再测定链中各组分的氧化-还原 状态情况，是研究电子传递中电子传递体顺序的一 种重要方法。
2、常用的几种电子传递抑制剂及其作用部位
（1）鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素：其作用是阻断电子在NADH— Q还原酶内的传递，所以阻断了电子由NADH向CoQ的传递。
3．生成二氧化碳的氧化反应
（1）直接脱羧作用 氧化代谢的中间产物羧酸在脱羧酶的催化下，直接
从分子中脱去羧基。例如丙酮酸的脱羧。 （2）氧化脱羧作用
氧化代谢中产生的有机羧酸（主要是酮酸）在氧化脱
羧酶的催化下，在脱羧的同时，也发生氧化（脱氢）作用。 例如苹果酸的氧化脱羧生成丙酮酸。
第二节、生物能及其存在形式
4、复合体Ⅳ: 细胞色素c氧化酶
功能：将电子从细胞色素c传递给氧
复合体IV
还原型Cytc → CuA→a→a3→CuB
→O2
其中Cyt a3 和CuB形成的活性部位将电子交给O2。
复 合 体 Ⅳ 的 电 子 传 递 过 程
Cytc
e-
胞液侧
第六章污染治理生物技术ppt课件
2.厌氧生物处理的基本原理
厌氧生物处理是在无氧条件下，利用多 种厌氧微生物的代谢活动，将有机物转化为 无机物和少量细胞物质的过程。
（1）厌氧生物分解有机物的过程
图6-4 有机物厌氧分解过程
■ 水解阶段
复杂有机物首先在发酵性细菌产生的胞外 酶的作用下分解为溶解性的小分子有机物。 该过程通常比较缓慢，是复杂有机物厌氧降 解的限速阶段。
（1）有机物的降解
图6-2 有机物好氧生物降解的一般途径
（2）微生物的增殖
图6-3 静态培养微生物生长曲线
（3）溶解氧的提供 溶解氧是影响好氧生物处理过程的重要因
素。
充足的溶解氧供应有利于好氧生物降解过 程的顺利进行。
溶解氧的需求量与微生物的代谢过程密切 相关。
在不同的好氧生物处理过程和工艺中，溶 解氧的提供方式也不同。
6. 由于能作用于多种合成化合物的细菌或 真菌种群或生物量起始浓度较低，环境条 件必须适合具有活性潜物活性 2.目标化合物特征 3.环境因素 （1）营养 （2）温度 （3）pH （4）氧
第二节 固体废弃物生物处理 及处置技术
一、概述
1. 概念 固体废弃物是指在社会生产、流通、消费 等一系列过程中产生的一般不再具有进一 步使用价值而被丢弃的以固态和泥状存在 的物质。
第一节 生物处理技术概述
一、生物处理的基本原理
生物处理的主体是微生物。 有机物的转化广义上可以定义为两种：
矿化和共代谢
矿化是将有机物完全无机化的过程， 是与微生物生长包括分解代谢与合成代谢 过程相关的过程。
共代谢通常是由非专一性酶促反应完 成的，不导致细胞质量或能量的增加,使有 机物得到修饰和转化，但不能使其分子完 全分解。
图6-6 固体废弃物中聚合物的代谢
氧化反应PPT课件
在化工领域的应用
合成有机物
通过氧化反应将原料分子 中的碳-氢键转化为碳-氧 键或碳-碳键，合成多种有 机化合物。
制备高分子材料
通过氧化聚合反应将小分 子单体聚合成高分子材料， 如合成橡胶、塑料等。
化学工业过程
许多化学工业过程涉及到 氧化还原反应，如氧化铝 的制备、氨的合成等。
在生物领域的应用
生物氧化
燃烧反应是一种放热的、发光发热的氧化反应， 如燃料燃烧和爆炸等。
02 缓慢氧化
缓慢氧化是一种缓慢的、不易被察觉的氧化反应， 如铁生锈和酿酒等。
03 酶催化氧化
酶催化氧化是指在生物体内，由酶催化的氧化反 应，如细胞呼吸和乙醇代谢等。02氧化 Nhomakorabea应的化学原理
电子转移
电子转移是氧化反应的核心过程，其中物质失去 01 电子成为正离子，或得到电子成为负离子。
燃烧反应的速率取决于可燃物与氧气的接触面积和温度， 燃烧过程中会产生大量的热量和光能。
氧化还原反应
氧化还原反应是一种电子转移的反应，其中某些 原子或分子失去电子，而另一些原子或分子得到 电子。
氧化还原反应可以分为氧化反应和还原反应，两 者是相互依存的，一个物质被氧化，另一个物质 必定被还原。
氧化剂的种类与性质
氧化反应的重要性
01 能量转换
氧化反应是生物体内能量转换的重要过程，如细 胞呼吸和燃料燃烧等。
02 物质循环
氧化反应在自然界中是物质循环的重要环节，如 有机物的分解和矿物的氧化等。
03 生命过程
几乎所有的生命过程都涉及到氧化反应，如能量 代谢、细胞信号转导和免疫反应等。
氧化反应的类型
01 燃烧反应
氧化剂是一种能够夺取电子的物质，通常具有强氧化性。常见的氧化剂包括氧气、过氧化氢、 高锰酸钾等。 不同的氧化剂具有不同的氧化能力和选择性，使用时需要根据实际情况选择合适的氧化剂。
第六章 氧化还原滴定法
★可逆电对
反应中氧化态和还原态物质能很快建立平衡的电对，其 电极电势严格遵从能斯特方程。
对于任何电极：aOX + ne- = a’Red
c(OX) / c c(OX) / c RT 2.303RT ln lg ' a' a nF nF c(RED) / c c(RED) / c
3+
/Fe2+
电池反应的自发方向为: Fe3+ + Cu = Fe2+ + Cu2+
★对称电对
氧化态与还原态的系数相同。
Fe3+ + e = Fe2+
MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O
★不对称电对 氧化态与还原态的系数不相同。 I2 + 2e = 2I－ Cr2O72- + 14H+ + 6e- = 2Cr3+ + 7H2O
*注意诱导反应与催化作用的区别？
6.2 氧化还原滴定的基本原理
6.2.1 氧化还原滴定曲线
氧化还原滴定过程中存在着两个电对：滴定剂电对和被滴
定物电对。滴定反应: Ce4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+ 随着滴定剂的加入，两个电对的电极电位不断发生变化， 并处于动态平衡中。 绘制方法：横坐标为滴定剂加入体积（mL）或百分数％。 纵坐标为溶液的电位值。 溶液的电位值由两种方法得到： 第一，电对是可逆的，由能斯特方程式求得； 第二，电对是不可逆的由电位计测定。
⑤ φθ’值可查表，在无电对的φθ’时可用相近条件的φθ’值或是
氧化还原反应ppt课件
总结词：氧化数是表示元素氧化状态的数值，它可以用来判断元素在氧化还原反应中的状态。
总结词
根据电子转移的情况，氧化还原反应可以分为单向电子转移和偶联电子转移两类。
详细描写
单向电子转移是指在一个反应步骤中，电子从一个原子或分子转移到另一个原子或分子。偶联电子转移是指两个或多个相互关联的反应步骤中产生的电子转移。
氧化还原反应的实验操作
04
实验操作步骤
准备实验器材和试剂，如试管、滴定管、烧杯、试剂瓶等。
依照实验指导书或教材要求，准确称量所需的试剂。
依照实验步骤进行实验操作，并记录实验数据。
清洗实验器具，整理实验台面。
注意事项
注意安全使用化学品，避免直接接触皮肤和眼睛。
注意实验器具的清洁和保养，确保实验结果的准确性。
氧化还原反应的原理
02
电荷守恒是指在化学反应中，正电荷和负电荷的总数相等。
在氧化还原反应中，电子的得失会导致电荷的转移。根据电荷守恒原理，反应前后正负电荷的总数必须相等，从而保证全部体系的电中性。
详细描写
总结词
电子守恒是指在氧化还原反应中，得失电子的总数相等。
总结词
在氧化还原反应中，电子的转移是关键特征。根据电子守恒原理，反应中得到电子的数目和失去电子的数目必须相等，以确保全部反应的平衡和正确性。
03
注意个人防护措施，如佩戴化学防护眼镜、穿着实验服等。
01
实验安全
02
熟悉实验中使用的化学品的性质和危险性，遵循安全操作规程。
熟悉急救措施和消防器材的使用方法，确保在紧急情况下能够迅速应对。
环境保护
妥善处理实验废弃物，依照实验室规定分类存放和处置。
公道使用化学试剂，避免浪费和污染环境。
《氧化还原反应》PPT说课课件
通过观察氧化数的变化，可以判断电子转移的方向和数量。
氧化数的规则
在化合物中，元素的氧化数等于 该元素在化合物中的形式电荷数。
形式电荷是指假设所有化学键都 是由单键组成时，每个原子所带
的电荷数。
在离子化合物中，正离子的总形 式电荷数等于负离子的总形式电
荷数。
04
氧化还原反应的实例
燃烧反应
总结词
燃烧反应是典型的氧化还原反应，其中氧气作为氧化剂，燃料作为还原剂，反应过程中 发生电子转移。
氧化还原反应在化学工业中的应用
01
随着科技的发展，氧化还原反应在化学工业中的地位越来越重
要，例如在制药、能源、环保等领域的应用。
新型氧化还原反应的研究进展
02
近年来，新型的氧化还原反应不断被发现和研究，例如电化学
氧化还原反应、光化学氧化还原反应等。
氧化还原反应与新能源
03
随着新能源的发展，如太阳能、风能等，氧化还原反应在新能
电子转移的计算
总结词
掌握氧化还原反应中电子转移的计算技巧
详细描述
在计算电子转移数目时，应注意化合价的变化和反应 方程式的系数。同时，应注意电子转移的方向和数目 ，遵循守恒定律。在配平时，应将化合价变化的元素 配平，以确保电子转移的数目正确。
氧化还原反应平衡的计算
总结词
理解氧化还原反应平衡的概念和计算方法
THANKS
电子转移导致化合价发生变化，从而 形成氧化数。
氧化剂与还原剂
氧化剂是接受电子的 物质，通常具有较高 的氧化数。
在反应过程中，氧化 剂被还原，还原剂被 氧化。
还原剂是提供电子的 物质，通常具有较低 的氧化数。
氧化数的变化与电子转移的关系
氧化数的变化反映了电子转移的数量和方向。 电子从还原剂转移到氧化剂，导致还原剂的氧化数降低，而氧化剂的氧化数升高。
氧化数的规则
在化合物中，元素的氧化数等于 该元素在化合物中的形式电荷数。
形式电荷是指假设所有化学键都 是由单键组成时，每个原子所带
的电荷数。
在离子化合物中，正离子的总形 式电荷数等于负离子的总形式电
荷数。
04
氧化还原反应的实例
燃烧反应
总结词
燃烧反应是典型的氧化还原反应，其中氧气作为氧化剂，燃料作为还原剂，反应过程中 发生电子转移。
氧化还原反应在化学工业中的应用
01
随着科技的发展，氧化还原反应在化学工业中的地位越来越重
要，例如在制药、能源、环保等领域的应用。
新型氧化还原反应的研究进展
02
近年来，新型的氧化还原反应不断被发现和研究，例如电化学
氧化还原反应、光化学氧化还原反应等。
氧化还原反应与新能源
03
随着新能源的发展，如太阳能、风能等，氧化还原反应在新能
电子转移的计算
总结词
掌握氧化还原反应中电子转移的计算技巧
详细描述
在计算电子转移数目时，应注意化合价的变化和反应 方程式的系数。同时，应注意电子转移的方向和数目 ，遵循守恒定律。在配平时，应将化合价变化的元素 配平，以确保电子转移的数目正确。
氧化还原反应平衡的计算
总结词
理解氧化还原反应平衡的概念和计算方法
THANKS
电子转移导致化合价发生变化，从而 形成氧化数。
氧化剂与还原剂
氧化剂是接受电子的 物质，通常具有较高 的氧化数。
在反应过程中，氧化 剂被还原，还原剂被 氧化。
还原剂是提供电子的 物质，通常具有较低 的氧化数。
氧化数的变化与电子转移的关系
氧化数的变化反映了电子转移的数量和方向。 电子从还原剂转移到氧化剂，导致还原剂的氧化数降低，而氧化剂的氧化数升高。
第六章 水中有机物的氧化还原作用
精品课件
29
• BOD5虽然不能代表总的生化需氧 量，但对生活废水和大多数工业废水，
BOD5可占总BOD的70-80%，而且 采用五天培养期，可减少有机物降解释
放NH3的硝化作用的干扰，因此仍广 泛用BOD5表示水中有机物污染程 度。
精品课件
30
（2）化学需氧量( COD)
• COD是指在一定条件下，用强 氧化剂氧化水中有机物时所消耗的 氧化剂相当于氧的量。
第六章
水中有机物 的氧化还原作用
黄甫
精品课件
1
第一节 氧化还原作用基本理论
• 一、天然水中的氧化还原反应
• 天然水中只有少数元素——C、N、 S、O、Mn、Fe、Cr及I等是氧化 还原过程的主要参加者。
精品课件
2
• 天然水中的大多数氧化还原过程
都需要生物做媒介。生物参与的天
然水的氧化还原反应主要包括：有
精品课件
25
2.水中有机物的来源
• 水中的有机物86%来源于生产 和生活活动，只有14%的有机物 来源于自然环境。
精品课件
26
3.有机物含量的表示方法
• 水体中有机污染物组成非常复杂，难以 一一测定。传统上常用一些“间接性指标” 反映水体中有机物的含量和污染状况，这些 指标主要有几类：
• （1）生化需氧量 （BOD）
精品课件
41
作业
•P248页
• 第2、3题
精品课件
42
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7
• 在缺氧条件下，有机物氧 化分解不完全，会产生对水 生生物无益甚至有害的物质 .
6 氧化还原与消毒
另一种是臭氧被分解后产生羟基自由基，间接地与 水中有机污染物作用，这一反应相当快，且有选择性。
6.3.3 臭氧与有机污染物间的反应动力学
臭氧与有机污染物间的反应速度是判定其除污染效能 的一个重要的指标。对水中某一种有机污染物Mi其与臭氧 间的反应可写成：
臭氧直接氧化产物
K1i
O3+Mi
K2i
OH·（链反应引发）
2. 水中含有氨氮
当水中有氨存在时，会发生如下反应：
NH3 + HOCl NH2Cl + H2O
（3）
NH2Cl + HOCl NHCl2 + H2O
（4）
NHCl2 + HOCl NCl3 + H2O
（5）
反应后，一氯胺、二氯胺、三氯胺的含量与pH有关：
PH>9，一氯氨占优势
PH=7时，一氯氨和二氯氨同时存在
➢ 二氧化氯的消毒作用
二氧化氯作消毒剂的优点：
（1）广谱杀菌性。 （2）不会与水中有机物作用生成三卤甲烷，不会生成氯酚。 （3）ClO2余量能在管网中保持很长的时间，即衰减速度比氯慢。 （4）ClO2不水解，消毒效果受pH影响较小。 （5）能去除或降低水的色、嗅及铁、锰、酚等物质。 （6）成本虽然高于氯但却低于臭氧。
代物生成 c) 可将致癌物质苯并芘氧化成无致癌活性的醌式结
构
二氧化氯的优点是氯化消毒副产物的浓度显著降低
，但二氧化氯与水中还原性成分作用也会产生一 些列副产物。
➢ 二氧化氯的消毒作用
消毒机理：
一般认为，二氧化氯在与微生物接触时通过一些列过程起到消 毒作用：首先附着在细胞壁上，然后穿过细胞壁与含巯基的 酶反应而使细胞死亡。ClO2的投加量约为1.0～2.0 mg/L。
6.3.3 臭氧与有机污染物间的反应动力学
臭氧与有机污染物间的反应速度是判定其除污染效能 的一个重要的指标。对水中某一种有机污染物Mi其与臭氧 间的反应可写成：
臭氧直接氧化产物
K1i
O3+Mi
K2i
OH·（链反应引发）
2. 水中含有氨氮
当水中有氨存在时，会发生如下反应：
NH3 + HOCl NH2Cl + H2O
（3）
NH2Cl + HOCl NHCl2 + H2O
（4）
NHCl2 + HOCl NCl3 + H2O
（5）
反应后，一氯胺、二氯胺、三氯胺的含量与pH有关：
PH>9，一氯氨占优势
PH=7时，一氯氨和二氯氨同时存在
➢ 二氧化氯的消毒作用
二氧化氯作消毒剂的优点：
（1）广谱杀菌性。 （2）不会与水中有机物作用生成三卤甲烷，不会生成氯酚。 （3）ClO2余量能在管网中保持很长的时间，即衰减速度比氯慢。 （4）ClO2不水解，消毒效果受pH影响较小。 （5）能去除或降低水的色、嗅及铁、锰、酚等物质。 （6）成本虽然高于氯但却低于臭氧。
代物生成 c) 可将致癌物质苯并芘氧化成无致癌活性的醌式结
构
二氧化氯的优点是氯化消毒副产物的浓度显著降低
，但二氧化氯与水中还原性成分作用也会产生一 些列副产物。
➢ 二氧化氯的消毒作用
消毒机理：
一般认为，二氧化氯在与微生物接触时通过一些列过程起到消 毒作用：首先附着在细胞壁上，然后穿过细胞壁与含巯基的 酶反应而使细胞死亡。ClO2的投加量约为1.0～2.0 mg/L。
第六章水中有机物的氧化还原作用
第六章水中有机物的氧化还原作用水中有机物的氧化还原作用是指在水中存在的有机物与氧气之间发生的化学反应。
这类反应在自然界中非常常见，对于水体的生态环境和人类的生活也有着重要的影响。
一、水中有机物的氧化作用水中有机物的氧化作用是指有机物与氧气结合，发生氧化反应。
这一类反应常见于自然界中的水域，例如湖泊、河流和海洋等。
有机物在水中的氧化作用可能会引起许多不良的影响。
首先，当水体中有机物过多时，会造成水质恶化，引发浑浊现象，降低水体的透明度。
其次，水中有机物的氧化反应还会产生大量的二氧化碳和废水，进一步增加水体中的有机负荷，使水体的富营养化程度加剧，破坏水的生态平衡。
此外，有机物的氧化过程还会消耗氧气，导致水中缺氧，危及水中生物的生存。
二、水中有机物的还原作用水中有机物的还原作用是指有机物发生还原反应，将氧气还原为水或其他氧化剂。
这类反应在一些特殊环境中较为常见，例如水下沉积物、底部层水和河床淤泥等。
水中有机物的还原反应在生态系统中起着重要的作用。
首先，这类反应可以使有机物得到有效的分解和降解，降低水体中的有机负荷，促进水的净化和再生。
其次，还原反应还可以释放出能量，为水中的微生物活动提供生存基础，维持水体的能量平衡。
此外，水中有机物的还原过程还会产生一些有机肥料，对于水下生物的生长和繁殖具有一定的促进作用。
三、水中有机物的氧化还原反应机制水中有机物的氧化还原反应是一种复杂的化学过程，其中涉及到多种氧化还原剂和还原剂的参与。
具体机制如下：1.氧化作用机制水中有机物的氧化反应通常可以分为两个步骤进行。
第一个步骤是有机物被氧气氧化为氧化产物，例如二氧化碳和水。
这个步骤是一个放热反应，释放出能量。
第二个步骤是氧化产物进一步与水反应，重新生成有机物和释放氧气。
这个步骤是一个吸热反应，吸收能量。
2.还原作用机制水中有机物的还原反应通常由还原剂引发。
还原剂可以是光合作用产生的氧化还原剂，也可以是其他化学物质。
还原剂与有机物发生反应时，会将有机物中的氧化物还原为水或其他还原产物。
氧化还原滴定PPT课件
Cu 2 / Cu
0.16V
, I3
/
I
0.54V
解： Cu 2 / Cu
I
3
/
I
KSP，CuI＝1.1×10－12
故Cu2＋不能氧化I-，故此判断上述反应不能发生。但由于 生成了CuI沉淀，从而改变了Cu2＋／Cu＋的电位，因为Cu ＋的浓度因生成沉淀而大大降低，使其电位增高，这样Cu2 ＋便可氧化I－。
二、高锰酸钾法的作用
可直接滴定许多还原性物质，如FeSO4、 H2O2、Na2C2O4、NO2-、As(Ⅲ)等。
可间接测定一些氧化性物质或不具氧化还原性质的物质。
如测定Ca2+，能与C2O42-生成CaC2O4白色沉淀， 过滤后溶于H2SO4中，再用KMnO4滴定，可间 接求得Ca2+含量。
三、高锰酸钾法的特点
d
)
0.059
两电对的条件电位（或标准电位）值相差越 大，氧化 还原反应的平衡常数K就越 大，反应进行越完全。
氧化还原滴定指示剂
自身指示剂 氧化还原指示剂 专属指示剂
自身指示剂
利用标准溶液或被测组分本身颜色 在终点时发生变化，而起指示剂作用。
KMnO4本身呈紫红色，用MnO4-滴定Fe2+时， 达到化学计量点后，稍过量的MnO4-，溶液 即呈 粉红 色。
它本身不具备氧化性或还原性。 碘量法中，使用可溶性淀粉作指示剂， 它能与I2生成 深蓝色 的吸附化合物。
氧化还原滴定曲线
1 mol •L-1 H2SO4溶液中，用0.1000mol •L-1 Ce(SO4)2标准溶液滴定0.1000 mol •L-1 Fe2+
Ce4++ Fe2+ ⇌ Ce3++Fe3+
氧化还原
② H+参与反应，[H+]影响反应速度的快慢。
第二节 化学氧化法
化学氧化剂
①活泼非金属中性分子 如 Cl2、O2、O3、H2O2、ClO2等。 ②含氧酸根及高价金属离子 如 ClO-、MnO4-、Cr2O7-、Fe3+等。 ③新生态O原子
第二节 化学氧化法
一、氯化处理 (一) 应用 给水处理 废水处理
改变污染物的可生化性。
消毒、除臭、脱色等。
第一节 概述
五、有机物的氧化和还原
加氧或去氢的反应称为氧化；
有机物与强氧化剂相作用生成CO2、H2O等
的反应判定为氧化反应；
加氢或去氧的反应称为还原。
第一节 概述
六、影响氧化还原反应的因素
(1) 物质的本性：一般活化能越高，反应速度就慢。 (2) 反应物浓度：反应物浓度越高，反应速度越快。 (3) 反应温度：反应温度越高，反应速度加快。 (4) 催化剂：可降低反应物的活化能，提高反应速度。 (5) 溶液的pH值：影响反应速度。 ① pH值(H+、OH-)影响着物质的存在形态。
氧化还原
Oxidation-reduction Processes
第一节 概述
一、氧化还原法
氧化还原： 氧化还原反应的实质是发生电子的转移。 氧化还原法：将废水中呈溶解状态的无机物 和有机物，通过化学反应被氧化或还原为微毒、 无毒的物质，或者转化成容易与水分离的形态，
从而达到处理的目的。
第一节 概述
二、氧化还原法的类型 ①化学氧化法： 氯化法、臭氧氧化法、空气氧化法 ②化学还原法 ③电解法
第一节 概述
三、方法选择原则
处理效果好，反应产物无毒、无害。 处理费用合理，所需药剂易得。
水环境化学氧化还原反应PPT培训课件
(b)H2O 还原的边界:pe = - pH
不同形态铁之间的边界
铁体系的pe-pH
图
不同形态铁之间的边界
（1）Fe3+与Fe2+的边界
Fe3+＋e = Fe2+ peo = 13.05
pe = 13.05 - lg[Fe2+]/[Fe3+]
边界条件时 [Fe2+]=[Fe3+]
pe = 13.05
移电子的相ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ趋势。
(3)电子活度的意义
[pe = -lg(αe)]
pe ↘ ，电子活度越高，体系提供电子的倾向
越强。(还原性越强)
pe ↗ ，电子活度越低，体系接受电子的倾向
越强。（氧化性越强）
一般情况下，
H+离子活度高的水称为酸性水，如酸性矿水；
H+离子活度低的水称为碱性水，如从碱性土壤
溶出的碱水。
1. 电子活度
⑴ 氢离子活度的概念
在酸碱反应中,酸和碱用质子的给予体和质
子的接受体来解释。且定义:
pH = -lg(αH+)
αH+—水溶液中氢离子活度,衡量溶液接受或迁
移质子的相对趋势。
⑵ 电子活度的概念
在氧化还原反应中，还原剂和氧化剂是电
子给予体和电子接受体.定义：
pe = -lg(αe)
αe—水溶液中电子活度。衡量溶液接受或迁
（4）投标有效期不足的；
（3） 如果以文字表示的数值与以数字表示的数值不一致，以文字为准修正数字。
3、容器的维护与管理
所谓和气生财，服务人员在迎接客人的时候要始终面带恰到好处的微笑，表现出礼貌、亲切、含蓄、妥帖等等。但是，笑脸也不能过
不同形态铁之间的边界
铁体系的pe-pH
图
不同形态铁之间的边界
（1）Fe3+与Fe2+的边界
Fe3+＋e = Fe2+ peo = 13.05
pe = 13.05 - lg[Fe2+]/[Fe3+]
边界条件时 [Fe2+]=[Fe3+]
pe = 13.05
移电子的相ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ趋势。
(3)电子活度的意义
[pe = -lg(αe)]
pe ↘ ，电子活度越高，体系提供电子的倾向
越强。(还原性越强)
pe ↗ ，电子活度越低，体系接受电子的倾向
越强。（氧化性越强）
一般情况下，
H+离子活度高的水称为酸性水，如酸性矿水；
H+离子活度低的水称为碱性水，如从碱性土壤
溶出的碱水。
1. 电子活度
⑴ 氢离子活度的概念
在酸碱反应中,酸和碱用质子的给予体和质
子的接受体来解释。且定义:
pH = -lg(αH+)
αH+—水溶液中氢离子活度,衡量溶液接受或迁
移质子的相对趋势。
⑵ 电子活度的概念
在氧化还原反应中，还原剂和氧化剂是电
子给予体和电子接受体.定义：
pe = -lg(αe)
αe—水溶液中电子活度。衡量溶液接受或迁
（4）投标有效期不足的；
（3） 如果以文字表示的数值与以数字表示的数值不一致，以文字为准修正数字。
3、容器的维护与管理
所谓和气生财，服务人员在迎接客人的时候要始终面带恰到好处的微笑，表现出礼貌、亲切、含蓄、妥帖等等。但是，笑脸也不能过
[人教版]教材高中化学《氧化还原反应》PPT精讲课件
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高温
高温
C+H2O===CO+H2↑ C+CO2===2CO
2Mg+CO2===2MgO+C
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三、 氧化还原反应方程式的类型，分析其特点和 【名校课堂】获奖PPT-［人教版］教材高中化学《氧化还原反应》PPT精讲课件（最新版本）推荐 配平方法。 1、单纯的氧化还原反应： 如Zn+H2SO4=ZnSO4+ H2↑ 2、氧化还原反应中有酸性作用:
MnO2+4HCl==MnCl2+2H2O+Cl2↑ 盐酸的作用：
（3）常温反应 等
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4、有机反应的氧化还原反应 如： CH3CH2OH+CuO→CH3CHO+Cu+H2O CH2=CH2+Cl2→CH2Cl-CH2Cl 注意：
CH4+Cl2 光照 CH3Cl+HCl 叫取代反应 如：CH2=CH2+Cl2 → CH2Cl-CH2Cl 叫加成反应 （3）得失电子情况：得一个氧原子化合价 升高2价，失一个氢原子化合价升高1价， 反之也成立。
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氧化还原反应 一，配平氧化还原反应方程式的步骤： 1、写出反应物和生成物的化合价，标出化合 价发生变化的元素的化合价，如：
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• {CH2O}+O2
CO2+H2O
.
• 耗氧有机物本身并无毒性， 在富氧条件下，氧化降解的最 终产物是CO2、水等简单无机 化合物，对水质无害。
.
• 但当氧化降解过程中消耗的氧不能 及时得到补充时，将导致水中的溶解 氧迅速降低，有机物将进行厌氧分解， 产生有机酸、醇、醛类物质及其它还 原性产物如H2S、CH4等, 使水体缺氧、 变黑发臭，水质恶化，导致鱼类及水 生生物缺氧窒息或中毒死亡。. Nhomakorabea毒有机污染物
• 指本身具有生物毒性的各种有机 化合物。有主要包括农药、多氯联苯 （PCBs）、卤代脂肪烃、醚类、单 环芳香族化合物、多环芳香烃类 （PAHs）、酚类、酞酸酯类、亚硝 胺类和其它各种人工合成的具累积性 生物毒性的有机化合物等。石油污染 物亦可属此类。
.
• 有毒有机污染物在水中可通过光 解、水解、生物降解等途径分解。 其污染危害主要通过在水生食物链 中的传递和积累实现。
.
.
• 由图可见，在溶氧丰富的水环
境中，高价元素的化合物，如NO3-、 Fe3+、SO42-、MnO2等是稳定的； 如果水中溶解氧被耗尽而成为无氧
水，NO3-、Fe3+、SO42-、MnO2 将被还原为NH4+、Fe2+、S2-、 Mn2+等。
.
三.天然水氧化还原电位
• 天然水的氧化还原电位(Eh)主 要受溶氧量的影响。水中溶氧丰 富时,其氧化还原电位(Eh)较高， 可达0.4V左右。但这还未达到达 到理论计算值（0.77V） 。
.
2.水中有机物的来源
• 水中的有机物86%来源于生产 和生活活动，只有14%的有机物 来源于自然环境。
.
3.有机物含量的表示方法
• 水体中有机污染物组成非常复杂，难以 一一测定。传统上常用一些“间接性指标” 反映水体中有机物的含量和污染状况，这些 指标主要有几类：
• （1）生化需氧量 （BOD） • （2）化学需氧量( COD) • （3）总需氧量(TOD) • （4）总有机碳(TOC)
• 若水中NO3-也被消耗尽，有 机物便以SO42-作为氧化剂，通过 厌氧菌的作用生成对水生生物有
害的NH3与H2S：
• (CH2O)106(NH3)16H3PO4+ 53H2SO4 → 106CO2 + 53H2S + 16NH3
.
• 水环境中有机物的氧化分解 通常按下图的顺序由上向下消 耗氧化剂，同时水体的氧化还 原电位值逐渐降低。
.
。 • 底泥属于缺氧的还原性环境，
因此氧化还原电位均呈现负值。 所以，养殖塘的彻底清淤对于降 低池塘耗氧强度、维持池水丰富 的溶氧量和改善水质至关重要。
.
第二节 天然水中有机物的氧化作用
• 一、天然水中有机物的种类与来源 • 1.种类
• 水中有机物种类繁多，按其分散度的大 小可分为颗粒状有机物和溶解性有机物。
• 按对水质的影响和污染危害方式，可分为耗 氧有机物与有毒有机物两大类。
.
（1）按分散状态分类
分：颗粒状有机物、溶解性有机物
• 颗粒状有机物——直径大于
0.45M的有机物称为颗粒状有 机物，以符号POM表示。 • 颗粒状有机物由有生命的有 机体和无生命的有机碎屑组成。
.
溶解性有机物
• 直径小于0.45M的有机物称为溶 解性有机物，以符号DOM表示。包括 溶胶状态和真溶液状态存在的有机物， 其中大部分呈溶胶状态。其成分很复杂， 比较重要的有碳水化合物、蛋白质及其 衍生物、类脂化合物、维生素和腐殖质 等。
第六章
水中有机物 的氧化还原作用
黄甫
.
第一节 氧化还原作用基本理论 • 一、天然水中的氧化还原反应
• 天然水中只有少数元素——C、N、 S、O、Mn、Fe、Cr及I等是氧化 还原过程的主要参加者。
.
• 天然水中的大多数氧化还原过程 都需要生物做媒介。生物参与的天 然水的氧化还原反应主要包括：有 机物的分解矿化作用、硫元素的氧 化还原反应、氮元素的氧化还原反 应、铁的转化等等。
脱氮反应，使池水的肥力降低：
• (CH2O)106(NH3)16H3PO4+84.8HNO3 →106CO2+42.4N2+148.4H2O+
16NH3 + H3PO4
.
• 若水中尚含有足量的 NO3-，则NH3可以继续被氧化， 发生脱氮反应：
• 5NH3 + 3HNO3→ 4N2 + 9H2O
.
.
（1）生化需氧量 （BOD）
• BOD是指好氧条件下，单位体积水 中需氧物质在微生物作用下,发生生物 化学反应过程中所消耗的溶解氧的量。
.
二.天然水中物质的存在形态
• 如氮元素在富氧水中，主要以 NO3-的形式存在,在还原环境中， 则主要以NH4+（NH3）的形式存 在。
.
不同氧化还原水环境中 常见元素的存在形态
常见元素
氧化环境
还原环境
C
CO2, HCO-3, CO2-3
CH4,CO
N
NO-3, NO-2, N2, NH3
NH3, N2
.
（2）按对水质影响和污染危害方式分 类（耗氧有机物 、有毒有机污染物 ）
• 耗氧有机物——指能被水体中溶解氧所 氧化的各种有机物质，包括动、植物残 体、生活污水及某些工业废水中的碳水 化合物、脂肪、蛋白质等易分解的有机 物。
.
• 耗氧有机物氧化过程大多在微 生物作用下进行，分解过程中要消 耗水中的溶解氧，使水质恶化。由 于其危害作用主要是耗氧，因此统 称为耗氧有机物：
S
SO42-
H2S, HS-,S2-
Fe
Fe3+
Fe2+
Mn
Mn4+
Mn2+
Cu
Cu2+.
Cu+
• 在不同的氧化还原环境中， • 随着氧化还原电位的降低，使
有机物氧化的氧化剂也随着改 变，因而生成的产物也不一样。
.
• 当水中溶解氧含量丰富时，溶 解氧作为氧化剂，此时水的氧化还 原电位一般约为0.4V左右。在这种 水环境中，通过好气菌的作用，有 机物可以彻底氧化分解，最终产物 对水生生物有益。
• (CH2O)106(NH3)16H3PO4+ 138O2 → 106CO2 + 16HNO3 + 122H2O. + H3PO4
• 在缺氧条件下，有机物氧 化分解不完全，会产生对水 生生物无益甚至有害的物质 .
.
• 例如，当溶解氧耗尽，以
NO3-作为氧化剂时，有机物的氧 化分解将在厌气菌的作用下发生