复习(水环境化学)1

气体溶解平衡、酸碱平衡
（1）亨利定律、Clausius-Clapeyron 方程 （2）碳酸平衡 （3）酸度、碱度
总碱度 在测定一已知体积水样(V ml)总碱度时，可 用一个强酸标准溶液(浓度为M mol/L)滴定，用 甲基橙为指示剂，直到溶液由黄色变成橙红色 （pH约4.3)停止滴定，消耗强酸体积V1（ml)。
反应：
A P
t 0
t t
微分式
cA,0wk.baidu.com
0
cA
cA,0 cA
dcA r k1cA dt
一级反应的积分速率方程
--integral rate equation of first order reaction
不定积分式
dcA cA k1dt
定积分式
t dcA cA,0 cA 0 k1dt cA
例：测得某海水
[K+]= 0.010 mol • L-1 [Cl-]= 0.56 mol • L-1 [Na+]= 0.48 mol • L-1 [SO42-]= 0.028 mol • L-1 [Mg2+]= 0.054 mol • L-1 [HCO3-]= 0.0024 mol • L-1 [Ca2+]=0.010 mol • L-1 [CO32-]= 0.00027 mol • L-1
笔试(开卷)考试题型
（1） 填空 (20分)
（2）名词解释 (20分)
（3）分析简答 (30分) （4）计算 (30分)
第一章
绪论
环境史上二十世纪八大公害事件； 环境化学的定义、分支学科？
第二章 天然水
（1）水的分子结构特点；水的基本性质及其主 要生物效应；水的同位素组成（同位素分馏、 千分差等）
1.34
0.034
28.5
1.24
39.3
0.98
11.6 168
0.48 2.75
12.3
6.91
0.35 0.07
0.034
1.24
1.96
0.96 2.75
0.35 0.14
第三章 天然水的污染及其主要污染物 （1）水污染；点源、非点源污染； （2） 水体污染物类型； （3）BOD;COD；持久性有机污染物; （4）毒作用的生物化学机制
活度系数的大小与离子强度有 关，离子强度的概念由G.N.Lewis和
M.Randall于1921年提出。
1 2 ci Z i 2 i
u ：离子强度；
ci: i 离子的浓度； Zi : i 离子所带电荷数


作业1: H2O2是水处理常用的氧化剂，在MnO2 催化剂存在下很容易分解成O2和H2O2: 2H2O2 O2+2H2O
• 水环境化学 • （复习）
本课程的主体内容
• 1、绪论 • 2、天然水化学 ；
• 3、天然水的污染及其主要污染物 ；
• 4、天然水中的化学平衡；
• 5、水环境中的界面过程；
• 6、水环境中的微生物化学过程 ； • 7、水环境中的光化学过程； • 8、水环境化学的主要研究方法
成绩结构（共3学分）： 1.实验成绩 2.理论成绩 二篇小论文 平时成绩 期末考试 占0.5学分 占2.5学分，组成为： 30% 10% 60% （开卷）
通过实验，在不同时间测定H2O2的浓度，得
到以下数据（见EXCEL表），求解该反应的
反应级数和反应速率常数。
作业2：已知水中CaCO3(s)的形 成和溶解有如下可逆反应 Ca2+ + HCO3CaCO3(s) + H+ 假定[Ca2+] =[HCO3- ]=1×10-3 mol • L-1 ,pH=7，水温为25℃ ，问此时是 否有CaCO3(s)沉淀产生？
（2） 天然水的组成（八大离子、腐殖质等）； （3）天然水的分类； （4）海水的物理化学特征（ Marcet—Dittmar恒 比定律、盐度、氯度）； （5）典型的风化反应类型。
（5）天然水的分类
P20 在 pH≤7的天然水中，铁离子可发生 下列水解反应：
Fe3+ + H2O === FeOH2++H+ K1=8.9×10-4 Fe3+ + 2H2O === Fe(OH）2++2H+ K2=4.9×10-7
求该海水的离子强度。
计算： 某工业水含[Ca2+] = 1×10-3 mol/L ， [HCO32-]= 2×10-3 mol/L, pH =8.7，温度为10℃ ，
水中离子强度I= 5×10-3 mol/L ，
请判断水的稳定性？ (10℃时K为102.34，并查表知在该离子强 度下γ(Ca2+)=0.75, γ(HCO3-)=0.93）
当水中离子浓度较高时，由于离子间的静电 作用，使离子的行为受到束缚，即离子活度要 小于离子浓度，小于的程度可用活度系数来表 达。
{i} =γ
i
[i]
{i}: i离子的活度（活度表征化学反应速率或反 应能力等与化学反应有关的性质 ）； [i]：i离子的浓度（浓度表征某组分的含量）。 γ
i
： i离子的活度系数。
M V1 总碱度（m ol/ L) V
碱度的实际应用----水的肥力 当水体的碱度为1.00×10-3mol/L,由于CO2消耗 生成多少生命体能使水体的pH 由7.0升高到 10.0？ （计算实质：反应前后减少的无机碳（CT的变化量）
ln cA k1t 常数
cA,0 cA
ln
k1t
CA CA,0 exp(k1t )
一级反应的半衰期（half－life time）方程
半衰期是指反应发生后，达到剩余反应物浓度 占起始反应物浓度一半所需的时间。记为t1/2 一级反应的半衰期：
CA,0 1 ln 2 t1 ln k1 0.5CA,0 k1 2
Fe3+ + 3H2O === Fe（OH）3（s)+3H+ K3=1.1×10-4
2Fe3+ +2H2O === Fe2(OH)24++2H+ K=1.23×10-3 计算pH等于7时水体中铁的各形态的浓度？
P41
K+ mg/L mmol/L mEq/L Na+
习题 2-7
Ca2+ Mg2+ HCO3ClSO42-
P70 习题3-2，3-3，3-8
第四章 天然水中的化学平衡
热力学动力学 （1） 一级反应的微分速率方程、积分 速率方程、半衰期； （2）吉布斯自由能变及标准平衡常数
（3）离子的活度；离子强度
一级反应的微分速率方程
---differential rate equation of first order reaction）