环境化学第三章资料

②
lg[Pb (OH)20] = – 4.4
③
lg[Pb (OH)3¯] = – 15.4 + pH ④
第一节 水环境中的沉淀溶解反应
可见除[Pb (OH)20]与pH无关外，其余3种铅形态都与溶液 中H+离子浓度有关，Pb2+、PbOH +、Pb (OH)20和Pb(OH)3---对 数值作为pH值函数特征线的斜率分别为–2、–1、0和 +1，
第三章 水环境化学
Chapter3. Aquatic Environmental Chemistry
从化学过程和原理方面阐明天然水中的各种化学平衡 问题和无机离子，特别是重金属离子，有机化合物等 在天然水中分布、迁移、转化和归宿规律.
第三章 水环境化学
第一节 水环境中的沉淀溶解反应 第二节 水环境中的配合反应 第三节 水环境中的氧化与还原反应 第四节 水中胶体物质及其吸附作用 第五节 水中有机污染物的迁移转化
lg*Ks1 = 5.0
(4) PbO(s) + H2O ==== Pb (OH)20
lg Ks2 = -4.4
(5) PbO(s) + 2H2O ==== Pb (OH)3¯+ H+ lg*Ks3 = -15.4
lg[Pb2+] = 12.7 – 2pH
①
lg[PbOH +] = 5.0 – pH
MeT=[Mez+]+∑[Me（OH）nz-n]
第一节 水环境中的沉淀溶解反应
铅的各种形态与水体pH的关系以及所对应的浓度
(1) H2O ==== H+ + OH¯
lgKw = -14
(2) PbO(s) + 2H+ ==== Pb2+ + H2O
lg*Ks0 = 12.7
(3) PbO(s) + H+ ==== PbOH +
Me (OH)n(s) ==== Me n+ + nOH¯ Ksp = [Me n+][OH–]n [Me n+]= Ksp/[OH–]n = Ksp[H+]n / Knw
pc = ( pKsp – npKw ) + npH （3-1）
第一节 水环境中的沉淀溶解反应 1、pc 与pH成直线关系，即在一定的pH的范围内， pH 越高，金属离子的浓度越低； 2、金属离子的价数就是浓度随pH变化的斜率，其中 lg[Men+] 与pH的关系，斜率分别为 -1、-2、-3。 Ag+、Hg+ 的斜率为 1； Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Hg2+、Ni2+、Cd2+、Co2+ 的斜率为 2； Al3+、Fe3+、Cr3+ 的斜率为 3； 3、当pc = 0时（-lg[Men+] = 0 即 [Men+] = 1 mol/L）， 直线在横轴上的pH值为截距 ， 用下式计算：
第三章 水环境化学
第一节 水环境中的沉淀溶解反应
金属离子在水环境中的迁移与否，迁移能力的大小多和这 些离子的化合物在水中的沉淀和溶解反应紧密相关。在金属离 子中，溶解度小者，其在水中的迁移能力小，溶解度大者的迁 移能力大。
第一节 水环境中的沉淀溶解反应
在固—液平衡体系中，一般用溶度积来表征溶解度大小。 尽管在化学理论研究上，溶度积的获得具有严格的条件，将 其用于解释天然水中各种化合物的沉淀溶解性质时存在一定 偏差，但在水环境中各种无机化合物的溶解度或沉淀反应仍 遵守溶度积原则。
pH = 14 – 1/n pKsp
第一节 水环境中的沉淀溶解反应
第一节 水环境中的沉淀溶解反应
1、从图中可看出各金属离子生成氢氧化物沉淀的先后。
2、金属离子的浓度已知，可知道该金属离子开始沉淀时的 pH值。
3、同价金属离子均有相同的斜率，靠右边斜线代表的金属 氢氧化物的溶解度大于靠左边的金属氢氧化物的溶解度。 上边所讨论的并不能充分反映出 的溶解度，应该考虑OH与金属离子可进行配合，金属离子氧化物和氢氧化物的溶 解度:
在用溶度积讨论无机化合物的沉淀溶解反应平衡，以及 这一反应对金属离子迁移、转化的具体影响时----------?
第一节 水环境中的沉淀溶解反应 要注意的是：
1、金属离子在水中的沉淀溶解过程往往是一些非均相反 应，这些反应进行得缓慢，在动态环境中不易达到平衡。
2、热力学理论中所阐述的物相关系不一定与实际沉淀反 应完全一致。(沉淀可以进一步转化)
3、在实际中往往出现化合物的溶解量大于其溶解度的情 况，即存在过饱和现象。
4、固体溶解所产生的离子可能在溶液中进一步反应。 5、用于计算的平衡常数因测定条件不尽相同而存在差别。 （不同文献的平衡常数有差异）
第一节 水环境中的沉淀溶解反应
水对许多物质有很强的溶解能力，是由于它有很高的介电常数， 1、水是强极性分子，对极性大的离子键化合物的溶解能力比极 性小的共价键化合物的溶解能力大。金属离子与SO42-之间为离 子键，在水中的溶解度远大于共价键的金属硫化物。
将有关铅形态浓度的对数对pH 作图，可得Pb的溶解度与 pH的关系， 其中lg[Pb (OH)20]是一条与pH无关的水平线
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第一节 水环境中的沉淀溶解反应
图中阴影所包围的区域为PbO(s)稳定存在的区域， 阴影以外的区域为溶解的铅形态，
[Pb(Ⅱ)T]=[Pb2+]+[ PbOH +]+[ Pb (OH)20]+[ Pb (OH)3¯]
AgF（离子晶格）的溶解度大于 AgCl（共价键） 2、对离子键化合物来说，溶解度随着离子半径的增大和电价 的减少而增加，Na3PO4、 Na2SO4 、 Na2CO3均易溶 ，而 Ca3(PO 4)2 、 CaSO4 、 CaCO3均难溶 。
Hale Waihona Puke Baidu
第一节 水环境中的沉淀溶解反应
3、相互结合的离子半径差别愈小，其离子化合物愈牢固， 即难溶解。
溶解度小于0.01克/100克水的物质叫做“难溶物” 地表水和沉积物的孔隙水中主要阴离子Cl-、SO2-4、HCO-3 还原条件下有H2S衍生的HS-与S2-，碳酸盐、氢氧化物、硫 化物难溶。
第一节 水环境中的沉淀溶解反应
一、氧化物和氢氧化物 金属氢氧化物沉淀有多种形态，它们在水环境中的行为差 别很大。氧化物可看成是氢氧化物脱水而成。金属氢氧化 物的沉淀溶解平衡可以用化学反应的通式表述：