水环境化学3-1

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沪教版九年级上册初中化学《3.走进溶液世界3.1水水的组成》1

水第1课时天然水和自来水、水的构成〔共两课时〕一、教课目的知识与技术1〕认识天然水的自然水循环和自然净化，以及自来水净化的原理。

2〕理解水是由氢元素和氧元素构成的。

3〕掌握水分解的特点，加深从微观角度剖析这个反应的理解2〕体验研究物质构成的两种根本科学方法──剖析和综合。

感情态度与价值观感觉世界水日、全国水法宣传周，感悟到“自来水〞来之不易，节水的重要性。

三、要点和难点教课要点：水的循环和水的净化。

教课难点：水的构成。

四、教课用品仪器药品：水、电解水装置、烧杯、酒精灯、集气瓶、木条、火柴。

媒体：多媒体电脑。

五、教课过程教课内容天然水和自来水教师活动[发问]天然水是贞洁物仍是混淆物？一、天然水和自来水水在自然界里的循环水的自然净化[叙述]自然含有杂质的天然水经过蒸发、挥发、过滤、氧化而获得净化。

可是水的自净水平是有限的，跟着现代生产和工业生产，人们向水中排放废气、废水、废物，已经远远超出了水的自净水平，被严重污染的水一定经过人工净化才能作为生活、生产用水。

自来水的生产流程[发问]自来水生产过程中，氯气的作用是什么？明矾起到什么作用？凝集剂：明矾消毒杀菌：液氯[发问]自来水生产过程哪些是物理变化？哪些是化学变化？[叙述]由于我们四周水污染日趋严重，因此在合国环境规划署规定每年3月22日日〞我国于1998年开始，规定每年的3月22日“全国水法宣传周〞。

[展现]节水宣传画：学生活动学生回复。

观看录像?水的人工净化?〔观光污水办理厂〕学生观看录像?自来水生产流程?。

学生阅读并回复。

水的构成[发问]水，我们知道它是化合物，它是由什么元素构成的？学生回复：水是由氢元素和氧[发问]如何推测水是由氢元素和氧元素构成的呢？元素构成的。

[叙述]在电解器的水槽里装满水，两头分别接通直流电源的两极。

[演示实验]水电解察看实验：水的电解并记录观[板书]二、水的构成察的现象。

1．水电解通电2H2↑＋O2↑2H2O[发问]依据水通电化学方程式指出水，氢气、氧气各物质的物质的量之比？各物质的物质的质量之比？学生依据化学方程式回复。

环境化学课后答案（第二版）

环境化学课后答案第一章绪论1．如何认识现代环境问题的发展过程？环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个由浅入深，逐渐完善的发展过程。

a、在20世纪60年代人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。

对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等并未从战略上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。

b、1972年发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭；也宣告一部分环境问题源于贫穷，提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。

这是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起来。

然而，它并未从战略高度指明防治环境问题的根本途径，没明确解决环境问题的责任，没强调需要全球的共同行动。

c、20世纪80年代人们对环境的认识有新的突破性发展，这一时期逐步形成并提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的根本途径。

d、进入20世纪90年代，人们巩固和发展了持续发展思想，形成当代主导的环境意识。

通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等重要文件。

它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。

这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。

2．你对于氧、碳、氮、磷、硫几种典型营养性元素循环的重要意义有何体会？（1）氧的循环：（2）碳的循环：（4）磷的循环（6）体会：氧、碳、氮、磷和硫等营养元素的生物地球化学循环是地球系统的主要构成部分，它涉及地层环境中物质的交换、迁移和转化过程，是地球运动和生命过程的主要营力。

3．根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课程？（1）环境化学的任务、内容、特点：环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的，以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。

环境化学-第三章-水环境化学-第二节-水中无机污染物的迁移转化

对于其他金属碳酸盐则可写为： -lg[Me2＋] =0.5p Ksp -0.5pα2 由2 [Me2＋] + [H+] = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-]得： (Ksp/α2)1/2 (2 – α1- 2α2) + [H+] – Kw/[H+] = 0
当pH > pK2 时，α2≈1，CO32-为主，lg[Ca2+] = 0.5 lg KSP
四、氧化还原
氧化－还原平衡对水环境中无机污染物的迁移转化具有重要意义。水体中氧化还原的类型、速率和平衡，在很大程度上决定了水中主要溶质的性质。例如，厌氧型湖泊，其湖下层的元素都将以还原形态存在；碳还原成－4价形成CH4；氮形成NH4＋；硫形成H2S；铁形成可溶性Fe2+。其表层水由于可以被大气中的氧饱和，成为相对气体性介质，如果达到热力学平衡时，则上述元素将以氧化态存在：碳成为CO2；氮成为 NO3-；铁成为Fe(OH)3沉淀；硫成为SO42-。显然这种变化对水生生物和水质影响很大。
发生吸附的表面净电荷的符号－金属离子所起的作用吸附时所发生的反应发生吸附时要求体系的pH值吸附发生的位置对表面电荷的影响反离子
阳离子交换配位体交换＞零电位点任意值扩散层无内层负电荷减少正电荷增加
（2）吸附等温线和等温式：在固定温度下，当吸附达到平衡时，颗粒物表面的吸附量（G）与溶液中溶质平衡浓度
达到临界状态，就可以发生快速凝聚。
三、溶解和沉淀
溶解与迁移实际溶解沉淀过程的复杂性 1、氧化物和氢氧化物：氧化物可以视作氢氧化物的脱水产物 Me(OH)n (s) Men+ + n OH根据溶度积： Ksp= [ Men+ ] [ OH- ]n 可转化为： [ Men+ ] = Ksp / [ OH- ]n = Ksp[ H+] / Kwn -lg [ Men+ ] = -lgKsp – n lg [ H+ ] + n lgKw pc = pKsp- n pKw + n pH = pKsp – n pOH 可以做 pc-pH 图，斜率等于 n，即金属离子价；截距是 pH = 14 - (1/n)pKsp。

3-1+2水环境化学

l 2.碳酸平衡体系
（二）天然水的酸度与碱度
（三）天然水对酸碱的缓冲容量
2、封闭碳酸平衡体系
碳酸化学平衡控制天然水pH，影响物理、化学、生物过程
+CO 32-
各形态所占比例（型态分数，分布系数）：
[H2 CO3* ] = CT
[
HCO
− 3
]
=
CT
[CO32−] = CT
从以上各关系式可见，在一定的温度下，各形态的浓度或浓度分数是 pH值的单一函
[H2CO3*]、 [HCO3-]和 [CO32-]等可随p H值变化而改变，但CT保持不变。
l 对于开放碳酸体系：[HCO3-] 、 [CO3 2 -]和CT 均可随pH值变化而改变，但[H2CO3*]总保持与大气相平衡的固定数值。
天然水的pH值
l 正常天然水体的pH值范围受控于 CO2/HCO3-/CO32-系统，大多在6— 9之间。
数。由此建立一种 lgC— pH平衡图：
(1)可直观地看出由pH值变化引起平衡体系中各组分浓度的变化趋势； (2)可将复杂的数值计算转变为简单的图算。
3、开放碳酸体系
开放碳酸体系是指与大气相通的碳酸水溶液体系。应考虑大气交换过程：
[CO2 (aq)] = KH ⋅ pCO2
CT
NO3--N 0.01×n~0.1×n
有机 N 占 50%以上
l 来源：水生植物固定空气中氮气，
固氮菌
N2
有机N
腐烂
NH3-N
反硝化 NO3--N
NO2-N
硝化
3.2 含磷化合物正磷酸盐、多磷酸盐、有机磷
l 正（H2PO4-、PO 43-、H3PO4）+ 有机P =（<0.001~0.001 ×n）mg⋅L-1 l 来源：含磷酸盐矿物质、鸟粪、动物化石

完整版一到四章《环境化学》(戴树桂_第二版)课后习题解答..

《环境化学》（戴树桂第二版）课后部分习题解答第一章绪论4、根据环境化学的任务、内容和特点以及发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课？环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特征、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。

环境化学以化学物质在环境中出现而引起环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新型科学。

其内容主要涉及：有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态，潜在有害物质的来源，他们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为；有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效用的机制和风险性；有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径。

环境化学的特点是要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。

目前，国界上较为重视元素（尤其是碳、氮、硫和磷）的生物地球化学循环及其相互偶合的研究；重视化学品安全评价、臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。

当前我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是：以有机物污染为主的水质污染、以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染；工业有毒有害废物和城市垃圾对水题和土壤的污染。

5、环境污染物有哪些类别？主要的化学污染物有哪些？按环境要素可分为：大气污染物、水体污染物和工业污染物。

按污染物的形态可分为：气态污染物、液态污染物和固体污染物；按污染物的性质可分为：化学污染物、物理污染物和生物污染物。

主要化学污染物有：1.元素:如铅、镉、准金属等。

2.无机物：氧化物、一氧化碳、卤化氢、卤素化合物等3.有机化合物及烃类：烷烃、不饱和脂肪烃、芳香烃、PAH等；4.金属有机和准金属有机化合物：如,四乙基铅、二苯基铬、二甲基胂酸等；5.含氧有机化合物：如环氧乙烷、醚、醛、有机酸、酐、酚等；6.含氮有机化合物：胺、睛、硝基苯、三硝基甲苯、亚硝胺等；7.有机卤化物：四氯化碳、多氯联苯、氯代二噁瑛；8.有机硫化物:硫醇、二甲砜、硫酸二甲酯等；9.有机磷化合物:磷酸酯化合物、有机磷农药、有机磷军用毒气等。

《环境化学》第三章

天然水的存在形式
位臵大气圈主要存在形式雨、雪、水蒸汽等位臵岩石圈主要存在形式地下水、岩浆水、苦咸水等
水圈
河流、冰川、海洋、湖泊、沼泽等
生物圈
体液、细胞液、血液等
天然水的组成
• 天然水中一般含有可溶性物质、胶体物质和悬浮物质。 • 可溶性物质的成分十分复杂，主要是在岩石的风化过程中，经水溶解迁移的地壳矿物质。（1）水体中的颗粒物质 • 水体中的颗粒物质分为悬浮固体和溶解性固体两种。
天然水的组成
④水解作用 K2O· 2O3· 2+2CO2+11H2O→H2Al2Si2O8·2O Al 6SiO H +2KHCO3+4(SiO2· 2O) 2H （4）水体中的溶解性气体 • 大气中的气体与溶液中同种气体间的平衡为： [G(aq)] = KH×pG
天然水的组成
KH —各种气体在一定温度下的亨利定律常
水的碱度
• 苛性碱度：当用标准酸溶液进行中和滴定到 pH=10.8时，所消耗的酸量。 • 酚酞碱度：以酚酞做指示剂，消耗的酸量。 • 总碱度：以甲基橙做指示剂，消耗的酸量。由于没有明显的滴定突越，苛性碱度测不到，是一个理论值。
酚酞碱度=[OH-]+[CO32-]-[H2CO3*] – [H+]
„CO2(aq)‟= 3.34×10-7×32.39=1.082×10-5mol/L （0.4761mg/L ）
第二节水体中的酸-碱化学平衡
碳酸平衡
• 大气中含有一Байду номын сангаас分压的CO2; 在水生生物体之间的生物化学转化中，CO2占有独特的位臵， CO2对调节天然水pH 值起着重要作用。 • 在水体中存在着CO2、H2CO3、HCO3-、CO32-等4种物质;

水环境化学3---氧化还原反应(11.18)

=1.03×10-3 pH = 2.99
铁体系的pe-pH图铁体系的pe-pH图 pe
(s)与 (s)的边界（5）Fe(OH)2(s)与Fe(OH)3(s)的边界
Fe(OH)3(s)+ 3H+ = Fe3+ + 3H2O K1 Fe(OH)2(s)+ 2H+ = Fe2+ + 2H2O K2 K1 = 9.1×103; K2 = 8.0×1012 pe = 13.05 - lg[Fe2+]/[Fe3+] = 13.05 - lgK2[H+]2 / K1[H+]3 pe = 4.1 - pH
问题: 问题: 近年来，水化学中为何不用E而常用 pe表示氧化还原电位？
解释
(a) pe有明确的物理意义, pe= -lg[e]表示电子的相对活度。
(b) pe每变化一个单位，[Red]/[Ox]变化10倍便于比较。 (n=1时) (c) pe把数据拉开了便于比较。
Pe与△G 的关系与
标准态： △G0=-nFE0 △G0=-2.303nRTpe0 任意态： △G=-nFE △G=-2.303nRTpe （ E0=2.303RT/F · pe0 E=2.303RT/F · pe）
问题：
水中主要还原剂为？主要氧化剂为？
天然水体的pe 天然水体的pe
水中物质存在的形态
还原态 CH4 H2S Fe2+ S NH4+ NO2- ,有机物等；氧化态 CO2 Fe(OH)3 SO42- O2 NO3- 等；
天然水体的pe 天然水体的pe
(一)决定电位
若某个单体系的含量比其它体系高得多，则此时该单体系电位几乎等于混合复杂体系的pe, 称决定电位。一般情况下，天然水中溶解氧溶解氧是决定电位，有溶解氧机物积累的厌氧环境中，有机物有机物是决定电位。有机物

环境化学复习题库(含答案)

环境化学复习题库（含答案）环境化学复习题库第一章绪论一、填空1、造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面，其中化学物质引起的约占__80%-90%_。

2、环境化学研究的对象是: 环境污染物。

3、环境中污染物的迁移主要有机械、物理-化学和生物迁移三种方式。

4、人为污染源可分为_工业_、__农业_、__交通_、和__生活_。

5、如按环境变化的性质划分，环境效应可分为环境物理、环境化学、环境生物三种。

二、选择题1、属于环境化学效应的是 AA热岛效应 B温室效应 C土壤的盐碱化 D噪声A _污染水体后引起的 2、五十年代日本出现的痛痛病是由___A CdB HgC PbD As 3、五十年代日本出现的水俣病是由_B__污染水体后引起的A CdB HgC PbD As 三、问答题1、举例说明环境效应分为哪几类,2、举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。

第二章大气环境化学一、填空题1、写出下列物质的光离解反应方程式:(1)NO + hν NO + O 2(2)HNO+ hν HO + NO 或HNO+ hν H + NO 2 2 2(3)HNO+ hν HO + NO 3 2(4)HCO + hν H + HCO 或HCO + hν H + CO 222(5)CHX + hν CH + X 332、大气中的NO可以转化成 HNO 、 NO和 HNO 等物质。

23333、碳氢化合物是大气中的重要污染物，是形成光化学烟雾的主要参与者。

4、乙烯在大气中与O的反应机理如下: 3CH(O)CH 232第 1 页共 10 页环境化学复习题库+ CH == CH HCO+HCOO O322225、大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度、化学组成和性质有关，去除方式有和湿沉降两种。

干沉降6、制冷剂氯氟烃破坏臭氧层的反应机制是:CFmCln + hv CFmCln-1 + ClCl + O O + ClO 32ClO +O O + Cl 27、当今世界上最引人瞩目的几个环境问题中的____温室效应_____、___臭氧层破坏_______、光化学烟雾___等是由大气污染所引起的。

环境化学：第三章水环境化学 1

pressure
第一节天然水的基本特征及污染物的存在形态
②
CO2的溶解度
已知：干空气中CO2的含量为0.0314%（体积），水
在25℃时蒸气压为0.03167×105 Pa， CO2的亨利定律
常数是3.34×10-7mol/(L·Pa) (25℃), CO2溶于水后发生
的化学反应是：
CO2+H2O = H++HCO3-
CO32-
60
α 40
20
0
2
4
6
8
10
pH
图3-1 碳酸化合态分布图
12
第一节天然水的基本特征及污染物的存在形态
对于开放体系，应考虑大气交换过程：
[CO 2 (aq)] K H pCO 2
CT [CO 2 (aq)] / 0
1
0
K H pCO 2
1
K1
[HCO ] CT 1
人均水资源量相当于世界人均量的1/4。已经被联合
国列为13个贫水国家之一。
第一节天然水的基本特征及污染物的存在形态
一、天然水的基本特征
1.天然水的组成
天然水体——包括水、水中的溶解物、悬浮物
以及底泥和水生生物。
天然水的组成按形态分为：可溶性物质和悬浮物质。
悬浮物质包括：
悬浮物、颗粒物、水生生物等。
一般情况下，天然水中存在的气体有O2、CO2、
H2S、N2和CH4等。
表3-2 海水中主要溶解气体的含量范围
气体
含量范围
/mg·L-1
O2
0~8.5
N2
CO2
H2S
Ar
8.4~14.5

第三章-环境水化学1

ＴＤＳ＝［ K+＋Na+＋Ca2+＋Mg2+］
＋［HCO3-＋Cl-＋SO42-］
（２）水中的金属离子：可通过酸-碱、沉淀、配合及氧化-还原等化学反应达到最稳定的状态。水中可溶性金属离子可以多种形态存在。这些形态在中性水体中的浓度可通过平衡常数加以计算： Kc Θ =
[G]g ·[D]d [A]a · b [B]
无机酸度
酸度
总酸度苛性碱度
碱度
cT ,CO3 CO32
pH 10 11
碳酸盐碱度总碱度
cT ,CO3 CO32 pH=10 11 cT ,CO3 HCO3 pH=8.3 cT ,CO3 H 2 CO pH=4.5

1929年美国合成，我国70年代开始生产主要用途：用作润滑材料、增塑剂、杀菌剂、热载体及变压器油等。危害：可燃、高毒辛醇-水分配系数（Kow）：有机化合物在水和N-辛醇两相平衡浓度之比。辛醇对有机物的分配与有机物在土壤有质的分配极为相似，分配系数的数值越大，有机物在有机相中溶解度也越大，即在水中的溶解度越小。
aA + bB
Kc Θ =
gG + dD
[G]g ·[D]d [A]a · b [B]
本章内容：
1、天然水的基本特征及污染物的存在形式 2、水中无机污染物的迁移转化 3、水中有机污染物的迁移转化
第一节天然水的基本特征及污染物的存在形态
一、天然水的基本特征 1.天然水的组成天然水中一般含有可溶性物质和悬浮物质（包括悬浮物、颗粒物、水生生物等）。可溶性物质主要是地壳矿物质。

如果滴定是以酚酞作为指示剂，当溶液的pH值达到8.3时，表示OH-被中和，CO32-全部转化为 HCO3-，作为碳酸盐只中和了一半，因此，得到酚酞碱度的表示式：酚酞碱度= [ CO32-]+[OH-]-[H2CO3*]-[H+] 达到pH CO32- 所需酸量时的碱度称为苛性碱度。

环境化学实验指导

环境化学实验指导（供环境工程专业使用）吉林农业大学发展学院环境工程教研室编写2004年9月目录实验1 空气中挥发性有机物的污染 (1)实验2 环境空气中烷烃的光催化氧化 (3)实验3 水体自净程度的指标 (5)实验4 水体富营养化程度的评价 (11)实验5 水中重金属的污染评价 (13)实验6 测定水中苯系物的挥发速率 (15)实验7 阿特拉津的正辛醇－水分配系数 (18)实验8 苯酚的光降解速率常数 (20)实验9 底泥对苯酚吸附的作用 (22)实验10 土壤对镉的吸附 (24)实验11 水中砷的污染分析 (26)实验12 重金属在土壤－植物体系中的迁移转化 (28)实验13 农药在土壤中的迁移 (30)实验14 生物体中有机污染物的分析 (32)实验15 邻苯二甲酸酯的微生物降解 (34)实验1 环境空气中挥发性有机物的污染挥发性有机化合物（volatile organic compounds，简称VOCs）是指沸点在50～260℃之间、室温下地和蒸汽压超过lmmHg的易挥发性化合物，是室内外空气中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物。

它主要来自有机化工原料的加工和使用过程，木材、烟草等有机物的不完全燃烧过程，汽车尾气的排放。

此外，植物的自然排放物也会产生VOCs。

新型建材及各种化妆品、除臭剂、杀虫剂和洗涤剂等物质中有些有机化合物可直接挥发，有的则可在长期降解过程中释放出低分子有机化合物，由此造成环境空气有机物的污染极其普遍。

由于VOCs的成分复杂，其毒性、刺激性、致癌作用等对人体健康造成较大的影响.一、实验目的1. 了解VOCs的成分、特点。

2. 以苯系物为代表了解GC法测定VOCs的原理，掌握基本操作。

二、实验原理活性炭对有机物具有较强的吸附能力，而二硫化碳能将其有效地洗脱下来。

本实验将空气中苯、甲苯、乙苯、二甲苯等挥发性有机化合物吸附在活性炭采样管上，用二硫化碳洗脱后，经气相色谱火焰离子化检测器测定，以保留时间定性，峰高（或峰面积）外标法定量。

第三章水环境化学习题解答

第三章水环境化学一、填空题1、天然水体中常见的八大离子包括：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-。

2、天然水体中的碳酸平衡体系a0、a1、a2分别表示[H2CO3*]、[HCO3-]、[CO32-]的分配系数，其表达式分别为：（用pH\K1\K2表达）:a 0=[H2CO3*]/{[ H2CO3*]+[ HCO3-]+[ CO32-]}=[H+]2/{[H+]2+K1[H+]+K1K2}a 1=[ HCO3-] /{[ H2CO3*]+[ HCO3-]+[ CO32-]}= K1[H+]/{[H+]2+K1[H+]+K1K2}a 2=[ CO32-] /{[ H2CO3*]+[ HCO3-]+[ CO32-]}= K1K2/{[H+]2+K1[H+]+K1K2}。

(注：此三个公式前半段教材119-120页有错误！)a 0+a1+a2=13、根据溶液质子平衡条件得到酸度低表达式：总酸度=[H+]+2[ H2CO3*]+[HCO3-]-[OH-]；CO2酸度= [H+]+[H2CO3*]-[CO32-]-[OH-]（注：教材121此公式错误），无机酸度= [H+]-[HCO3-]-2[CO32-] -[OH-] 。

4、根据溶液质子平衡条件得到酸度低表达式：总碱度= [OH-] +2[CO32-]+[HCO3-]-[H+]；酚酞碱度= [OH-] +[CO32-]-[H+]-[ H2CO3*]；苛性碱度= [OH-] -2[ H2CO3*]-[HCO3-]-[H+]。

5、“骨痛病事件”的污染物是镉；水俣病的污染物是汞（或甲基汞）。

6、水体的富营养化程度一般可用总磷（TP）、总氮（TN）、叶绿素a、透明度等指标来衡量。

7、水环境中氧气充足的条件下有机物发生的生物降解称为有氧（或好氧）降解，最终产物主要为二氧化碳和水，有机氮转化为硝酸根，有机硫转化为硫酸根。

水中的有机物在无氧条件经微生物分解，称为厌氧降解，降解产物除二氧化碳和水外，还有小分子的醇、酮、醛、酸等，无机态氮主要以氨氮存在、硫主要以硫化物存在，水体发臭发黑。

资源与环境化学第三章第一部分(天然水组成与化学平衡)

不同温度下气体在水中的溶解度：Clausius-Clapeyron方程
C2 H 1 1 lg ( ) C1 2.303 R T1 T2 C1 , C2 为绝对温度为T1 , T2时气体在水中的溶解度 H 溶解热， J/mol R 气体常数,8.314 J/mol K
《资源与环境化学》第三章水环境化学
第三章水环境化学
Chapter 3. Aquatic Environmental Chemistry
第一部分天然水的组成与化学平衡
主讲：刘耀驰
中南大学化学化工学院
第1页
《资源与环境化学》第三章水环境化学
本章重点
无机污染物在水体中进行沉淀-溶解、氧化还原、配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉淀的基本原理；计算水体中金属存在形态;
《资源与环境化学》第三章水环境化学
(3) 气体在水中的溶解性
亨利定律：大气中的气体与溶液中同种气体间的平衡为：
kH 是各种气体在一定温度下的亨利定律常数 (mol/L· Pa)，pg为分压
[G(aq)] = kH×pg
亨利定律并不能说明气体在溶液中进一步的化学反应溶解于水中的实际气体量，可以大大高于亨利定律表示的量
K2
2 ] [H ][CO 3 -] [HCO 3
K1[H 2CO3 ] [HCO 3 ] [H ] 2 ] K 2 K1[H 2CO3 ] [CO3 [H ]
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《资源与环境化学》第三章水环境化学
(4) 水生生物
生态系统、食物链中的一个重要环节；生产者、消费者、分解者；自养生物、异养生物；生产率、富营养化、C、N、P
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环境化学课后答案(戴树桂)主编_第二版(1-7章)

第3章水环境化学1、什么是表面吸附作用,离子交换吸附作用和专属吸附作用并说明水合氧化物对金属离子的专属吸附和非专属吸附的区别.(1)表面吸附:由于胶体表面具有巨大的比表面和表面能,因此固液界面存在表面吸附作用.胶体表面积越大,吸附作用越强.(2)离子交换吸附:环境中大部分胶体带负电荷,容易吸附各种阳离子.胶体每吸附一部分阳离子,同时也放出等量的其他阳离子,这种作用称为离子交换吸附作用,属于物理化学吸附.该反应是可逆反应,不受温度影响,交换能力与溶质的性质,浓度和吸附剂的性质有关.(3)专属吸附:指在吸附过程中,除了化学键作用外,尚有加强的憎水键和范德化力或氢键作用.该作用不但可以使表面点荷改变符号,还可以使离子化合物吸附在同号电荷的表面上.(4)水合氧化物对金属离子的专属吸附与非金属吸附的区别如下表所示.快速可逆请叙述氧化物表面吸附配合模型的基本原理以及与溶液中配合反应的区别。

2、已知Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下:Fe3+ + H2OFe(OH)2+ + H+ lgK1= - 2.16Fe3+ + 2H2OFe(OH)2+ + 2H+ lgK2= - 6.74Fe(OH)3(s) Fe3+ + 3OH- lgKso= - 38Fe3+ + 4H2OFe(OH)4- + 4H+ lgK4= - 232Fe3+ + 2H2OFe2(OH)24+ + 2H+ lgK= - 2.91请用pc-pH图表示Fe(OH)3(s)在纯水中的溶解度与pH的关系.解:(1)K1=[Fe(OH)2+][H+]/ [Fe3+]=[Fe(OH)2+]KW3/Kso[H+]2p[Fe(OH)2+]=3 lgKW - lgKso + 2 pH - lgK1=2 pH - 1.84(2)K2=[Fe(OH)2+][H+]2/ [Fe3+]=[Fe(OH)2+]KW3/Kso[H+]p[Fe(OH)2+]=3 lgKW - lgKso + pH - lgK2=pH + 2.74(3)Kso=[Fe3+][OH-]3=[Fe3+]KW3/[H+]3p[Fe3+]=3 lgKW - lgKso + 3 pH=3 pH - 4(4)K4=[Fe(OH)4-][H+]4/ [Fe3+]=[Fe(OH)4-][H+]KW3/ Ksop[Fe(OH)4-]=3 lg KW - lgK4 - lgKso - pH=19 - pH(5)K=[Fe2(OH)24+][H+]2/ [Fe3+]2=[Fe2(OH)24+]KW6/ Kso2[H+]4p[Fe2(OH)24+]=6 lg KW - lgK - 2 lgKso + 4 pH=4 pH - 5.09用pc-pH图表示Fe(OH)3(s)在纯水中的溶解度与pH的关系如下4解释下列名词:分配系数;标化分配系数;辛醇-水分配系数;生物浓缩因子;亨利定律常数;水解速率;直接光解;光量子产率;生长物质代谢和共代谢.(1)分配系数:在土壤-水体系中,土壤对非离子性有机化合物的吸着主要是溶质的分配过程(溶解),即非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤有机质中,并经过一定时间达到分配平衡,此时有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数.(2)标化分配系数:有机化合物在颗粒物-水中的分配系数与颗粒物中有机碳呈正相关,以固相有机碳为基础的分配系数即标化分配系数.(3)辛醇-水分配系数:有机化合物的正辛醇-水分配系数(KOW)是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中浓度的比值.它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力,是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数.KOW与化合物的水溶性,土壤吸附常数和生物浓缩因子等密切相关.(4)生物浓缩因子:有机毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比.(5)亨利定律常数:通常可理解为非电解质稀溶液的气-水分配系数.(6)水解速率:反映某一物质在水中发生水解快慢程度的一个参数.(7)直接光解:化合物本身直接吸收太阳能而进行分解反应.(8)光量子产率:分子被活化后,它可能进行光反应,也可能通过光辐射的形式进行"去活化"再回到基态,进行光化学反应的光子数占吸收光子数之比称为光量子产率.(9)生长物质代谢和共代谢:生物降解过程中,一些有机污染物作为食物源提供能量和提供酶催化反应分解有机物,这称为生长物质代谢.某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源,必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时,该有机物才能被降解,这种现象称为共代谢.5请叙述有机物在水环境中的迁移,转化存在哪些重要过程.(1)负载过程:污水排放速率,大气沉降以及地表径流引入有机毒物至天然水体均将直接影响污染物在水中的浓度.(2)形态过程:①酸碱平衡:天然水中pH决定着有机酸或碱以中性态存在的分数,因而影响挥发及其他作用.②吸着作用:疏水有机化合物吸着至悬浮物上,由于悬浮物质的迁移而影响它们以后的归趋.(3)迁移过程:①沉淀-溶解作用:污染物的溶解度范围可限制污染物在迁移,转化过程中的可利用性或者实质上改变其迁移速率.②对流作用:水力流动可迁移溶解的或者被悬浮物吸附的污染物进入或排出特定的水生生态系统.③挥发作用:有机污染物可能从水体进入大气,因而减少其在水中的浓度.④沉积作用:污染物被吸附沉积于水体底部或从底部沉积物中解吸,均可改变污染物的浓度.(4)转化过程:①生物降解作用:微生物代谢污染物并在代谢过程中改变它们的毒性.②光解作用:污染物对光的吸收有可能导致影响它们毒性的化学反应的发生.③水解作用:一个化合物与水作用通常产生较小的,简单的有机产物.④氧化还原作用:涉及减少或增加电子在内的有机污染物以及金属的反应都强烈地影响环境参数.(5)生物累积过程:①生物浓缩作用:通过可能的手段如通过鱼鳃的吸附作用,将有机污染物摄取至生物体.②生物放大作用:高营养级生物以消耗摄取有机毒物进入生物体低营养级生物为食物,使生物体中有机毒物的浓度随营养级的提高而增大.请叙述有机物水环境归趋模式的基本原理。

环境管理-第三章水环境化学fxc11 精品

水中可溶性金属离子可以多种形态存在。例如，铁可以Fe(OH)2+、Fe(OH)2+、Fe2(OH)24+和 Fe3+形态存在。
可溶性气体
气体。
大气中的气体分子与溶液中同种气体分子间的平衡： X(g)=X(aq)
服从亨利定律，即一种气体在液体中的溶解度正比于与液体所接触的该种气体的分压，表示为：
第三章水环境化学
傅绪成
本章内容提要
水中污染物的种类、分布和存在形态水中无机污染物的迁移与转化水中有机污染物的迁移与转化水质模型
第一节天然水及其组成
水是地球上人类和一切生物得以生存的物质基础，是一切生命机体的组成物质，也是生命代谢活动所必需的物质。
第一章天然水性质和组成
地球表面---70.8%海洋覆盖，占地球总水量的97.3%，淡水占2.7%，可供人类使用的淡水资源约为850万km3，仅占地球总水量的0.64%。
天然水的储量约为1428 1018 千克，江河水约占千万分之九，储量最小，海洋水占97.3%。
地球上的水分布
陆地上的淡水只有0.35×108 km3，占陆地水储量的73％，占地球总水量的2.53％；
便于人类利用的水量只有0.1065×108 km3，占淡水总量的30.4％，占全球总水量的0.77％，地表淡水量仅有1.0×1014m3。
空间上：跨流域调水
天然水的基本特征及污染物的存在形态
天然水的基本特征天然水的组成天然水的性质
水中污染物的分布和存在形态难降解有机物金属污染物
天然水的组成
生源物质：胺/氮/磷等离子
气体: 氮 /氧/微量气体
溶
离子: 阴/阳离子
解
物