水中无机污染物的氧化反应

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高锰酸钾加水化学反应方程式

高锰酸钾加水化学反应方程式

高锰酸钾加水化学反应方程式高锰酸钾是一种无机化合物,化学式为KMnO4。

它是一种强氧化剂,常被用于氧化、消毒和漂白等工业和实验室应用。

当高锰酸钾与水反应时,会发生一系列的化学变化。

我们来看高锰酸钾分子的结构。

高锰酸钾分子由一个锰离子(Mn)和四个氧离子(O)组成。

在水中,高锰酸钾分子会与水分子发生相互作用,形成氢氧根离子(OH-)和锰离子(Mn2+)。

高锰酸钾加水的化学反应方程式可以表示为:2KMnO4 + 3H2O → 2KOH + 2MnO2 + 5O2在这个方程式中,2个高锰酸钾分子(KMnO4)与3个水分子(H2O)反应,生成2个氢氧化钾分子(KOH)、2个二氧化锰分子(MnO2)和5个氧气分子(O2)。

这个反应是一个氧化还原反应,可以看出高锰酸钾在这个反应中起到了氧化剂的作用。

高锰酸钾的氧化性质使其能够氧化水分子中的氢原子,从而生成氢氧根离子(OH-)。

同时,高锰酸钾本身也被还原,锰离子(Mn2+)形成了二氧化锰(MnO2)。

此外,反应中还生成了大量的氧气分子(O2),这是由于高锰酸钾的氧化性质所致。

高锰酸钾加水的化学反应具有许多实际应用。

首先,由于高锰酸钾的氧化性质,它可以用作消毒剂和漂白剂。

在水处理中,高锰酸钾可以用来去除水中的有机污染物和杂质,从而提高水的质量。

其次,高锰酸钾还可以用于分析化学实验中的氧化反应。

通过观察反应产生的气体或溶液颜色的变化,可以判断反应的进行程度和结果。

高锰酸钾加水的化学反应是一种氧化还原反应,通过高锰酸钾的氧化性质,可以将水分子中的氢原子氧化为氢氧根离子。

这个反应具有重要的应用价值,在消毒、漂白和实验室分析等领域发挥着重要的作用。

第二节、水中无机污染物的迁移转化

第二节、水中无机污染物的迁移转化

于晶格中离子的同晶替代造成的,例如硅氧四面体中的Si4+被
Al3+所取代,或者铝氢氧八面体中的Al3+被Mg2+所取代等,都会 产生这种永久负电荷。另一部分为可变电荷,主要随着环境pH
的改变而发生改变,原因是 Si-OH中的H+ 在碱性溶液中的离解。
Si-OH+OH-=Si-O-+H2O。
特征:这种吸附是一种可逆反应,能够迅速达到平衡。 不受温度影响,酸碱条件下均可进行,其交换吸附能力 与溶质的性质、浓度及吸附剂性质等有关。对于那些具 有可变电荷表面的胶体,当体系pH高时,也带负电荷并
n
以lgG对lgc作图可得一直线。lgk为截距,因此, k值是c=1时的吸附 1
n 量,它可以大致表示吸附能力的强弱。
浓度增长的强度。
该等温线不能给出饱和吸附量。 L型等温式为:G=G0c/(A+c)
为斜率,它表示吸附量随
式中:G0——单位表面上达到饱和时间的最大吸附量; A——常数。 G对c作图得到一条双曲线,其渐近线为G=G0,即当c→∞时,G→G0。 在等温式中A为吸附量达到时溶液的平衡浓度。 转化为:1/G = 1/G0 + (A/G0)(1/c)
1 以G
1 对 作图,同样得到一直线。 c
等温线在一定程度上反映了吸附剂与吸附物的特性,其形式在许
多情况下与实验所用溶质浓度区段有关。当溶质浓度甚低时,可能在 初始区段中呈现H型,当浓度较高时,曲线可能表现为F型,但统一起 来仍属于L型的不同区段。 影响吸附作用的因素有以下几种: 首先是溶液pH值对吸附作用的影响。在一般情况下,颗粒物对重金 属的吸附量随pH值升高而增大。当溶液pH超过某元素的临界pH值时, 则该元素在溶液中的水解、沉淀起主要作用。吸附量(G)与pH、平衡 浓度(C)之间的关系可用下式表示:G = A· C· 10BpH式中:A、B—常数。

第三章水环境化学水中无机污染物的迁移转化

第三章水环境化学水中无机污染物的迁移转化
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胶体微粒的吸附和聚沉对污染物的影响
④吸附和聚沉对污染物的影响
有人研究某入海河口铬、铜、汞的迁 移机制,测定了该河口底层水和表层底 泥中铬、铜、汞的含量及它们在底泥中 的富集系数(相对底层水),发现多年来 该河口水中铬、铜、汞含量,基本稳定 在标准以下,而部分站位表层底泥中有 时出现超标的情况;而且在表层底泥中 铬、铜、汞的平均富集系数很大,分别 为980~1100、164~500、18~45,呈 现明显的富集能力,其中对铬尤为显著。
第二节 水中无机污染物的迁移转化
无机污染物主要通过沉淀-溶解、氧化-还原、配合作 用、胶体形成、吸附-解吸等一系列物理化学作用进行 迁移转化,参与和干扰各种环境化学过程和物质循环 过程,最终以一种或多种形态长期存留在环境中,造 成永久性的潜在危害。
实际上微量污染物在水体中的浓度和形态分布,在 很大程度上取决于水体中各类胶体的行为。胶体微粒 作为微量污染物的载体,它们的絮凝沉降、扩散迁移 等过程决定着污染物的去向和归宿。在天然水体中, 重金属在水相中含量极微,而主要富集于固相中,在 很大程度上与胶体的吸附作用有关。因此,胶体的吸 附作用对水环境中重金属的过程转化及生物生态效应 有重要影响。
27
胶体微粒的吸附和聚沉对污染物的影响
②不同吸附剂对金属离子的吸附有较大
的差别
P.A.Krenkel和E.B.Shin等研究了各种天然 和人工合成的吸附剂对HgCl2的吸附作用, 其吸附能力大致顺序是:含硫的沉积物(还 原态的)>商业去污剂(硅的混合物、活性 碳)>三维黏土矿物(伊利石、蒙脱石)>含 蛋白去污剂>铁、锰氧化物及不含硫的天 然有机物>不含硫但含胺的合成有机去污 剂、二维黏土矿物和细砂。
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补充:胶体微粒的吸附和聚沉对污染物的 影响

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

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。

环境化学填空选择题

环境化学填空选择题

5、大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度 化学组成 和 性质 有关,去除方式有第一章绪论、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 2、五十年代日本出现的痛痛病是由 _ A 污染水体后引起的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 2+ h νNO + O (2)HNO 2 + h νHO + NO 或HNO 2 + h ν H + NO 2(3)HNO 3 + h νHO + NO 2 (4)H 2CO + h νH + HCO 或 H 2CO + h ν H 2 + CO (5)CH 3X + h ν CH 3 + X 2、大气中的 NO 2可以转化成 HNO 3 、 NO 3和 HNO 3 等物质。

3、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 3 的反应机理如下:CH 2(O 3)CH 2O 3 + CH 2 == CH 2H 2CO+H 2COO干沉降和湿沉降两种。

6、制冷剂氯氟烃破坏臭氧层的反应机制是:CFmCln + hv CFmCln-1 + ClCl + O3 O2 + ClOClO +O O2 + Cl7、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。

水处理过程的化学原理论文

水处理过程的化学原理论文

水处理过程的化学原理论文
水处理过程的化学原理可以概括为以下几点:
一、沉淀过程
1. 加入絮凝剂,使悬浮颗粒胶凝聚集,便于沉淀分离。

常用絮凝剂有铝盐、铁盐等。

2. 絮凝反应过程属于化学反应,絮凝剂与水中的杂质发生化学作用,减小表面电荷,缩小粒径,利于聚结沉淀。

二、氧化过程
1. 使用强氧化剂如臭氧、氯气等对水中有机物及一些无机物进行化学氧化反应。

2. 氧化使污染物分子成分破坏,生成无机小分子物质,便于后续过滤除去。

三、活性炭吸附
1. 活性炭具有极大的比表面积,能吸附水中残留的各类有机污染物分子。

2. 吸附属物理化学过程,通过分子间的范德华力实现对污染物的固定。

四、消毒过程
1. 使用含氯消毒剂,氯分子可与水中微生物发生氧化还原反应,杀灭病原菌。

2. 一定剂量的残留氯具有持续氧化杀菌作用,保证水质安全。

通过融合多种化学反应原理及物理化学方法,现代水处理技术使得供水达到健康安全标准。

这是水处理过程中的一些基本化学原理。

污水处理中的氧化与还原反应机理

污水处理中的氧化与还原反应机理

温度的影响
温度升高
温度的升高可以加速化学反应的速率 ,因为分子间的碰撞频率增加,促进 了反应的进行。
温度降低
在低温条件下,反应速率可能会降低 ,因为分子间的碰撞频率减少,影响 了反应的进行。
有机物浓度的影响
有机物浓度高
高浓度的有机物可能会提供更多的反应物质,促进氧化还原反应的进行。
有机物浓度低
有机物浓度过低可能会限制反应物质的供应,从而影响氧化还原反应的速率和程度。
关注新兴领域和新技术
随着科技的进步,未来可能会出现新的污水处理技术和方 法,研究应关注这些新兴领域,并尝试将这些新技术和方 法应用到反应机理的研究中。
感谢您的观看
THANKS

部分氧化
部分氧化是指有机物部分被氧化, 形成中间产物。例如,乙醇被部分 氧化为乙醛。
臭氧氧化
臭氧是一种强氧化剂,可以与多种 有机物和还原性物质发生氧化还原 反应。例如,臭氧可以用于自来水 的消毒杀菌。
02 还原反应机理
还原反应的定义与分类
还原反应的定义
在污水处理中,还原反应是指将 氧化态物质转化为较低氧化态或 还原态的过程。
氧化还原电位的影响
高氧化还原电位
高氧化还原电位有利于氧化反应的进行,因为提供了更多的 电子受体。
低氧化还原电位
低氧化还原电位有利于还原反应的进行,因为提供了更多的 电子供体。
05 氧化还原反应的优化策略
优化反应条件
温度控制
选择适宜的温度范围,以提高氧化还原反应的速率和效率。
pH调节
通过调节pH值,创造适宜的酸碱环境,促进氧化还原反应的进 行。
溶解氧浓度
控制溶解氧的浓度,以满足不同氧化还原反应的需求。

第三章水环境化学

第三章水环境化学
总含盐量(TDS):
TDS=[K++Na++Ca2++Mg2+]+[HCO3-+NO3-+Cl-+SO42-
2、天然水的性质
(Characteristic of Natural Waters) (1)碳酸平衡(Balance of H2CO3) 水体中存在四种化合态:
CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3
第三章 水环境化学
(Water Environmental Chemistry)
本章重点
1、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;
2、计算水体中金属存在形态;
3、pE计算;
4、有机污染物在水体中的迁移转化过程和分配系数、 挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的 计算方法。
农药
有机氯 有机磷
多氯联苯 (PCBS) 卤代脂肪烃 醚
单环芳香族化合物 苯酚类和甲酚类 酞酸酯类 多环芳烃(PAH) 亚硝胺和其他化合物
2、金属污染物 (Metal Pollutant)
Cd、 Hg、 Pb、 As、 Cr、 Cu、 Zn、 Tl、 Ni、 Be
第二节 水中无机污染物的迁移转化
强酸 弱酸 强酸弱碱盐
总酸度= [H+]+ [ HCO3-] +2[H2CO3*] - [ OH-] CO2酸度= [H+]+ [H2CO3*] - [CO32-] - [ OH-] 无机酸度= [H+]- [ HCO3-]-2 [CO32-] - [ OH-]
二、水中污染物的分布及存在形态
1、有机污染物 (Organic Pollutant)

水质处理新技术

水质处理新技术

以下是一些先进的水质处理技术:
光催化技术:该技术使用光催化剂(如TiO2)来激发水中有机或无机污染物的氧化还原反应,生成无害的物质,达到净化水质的目的。

矿物质污水处理技术:利用非金属矿物(如膨润土、沸石、硅藻土等)的吸附、离子交换和催化作用,对污水中的污染物质进行去除。

膜技术:包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等膜技术,利用膜的过滤作用,去除污水中的悬浮物、细菌、病毒和有机物等污染物质。

生物膜反应器(MBR):MBR是一种集生化和膜分离为一体的先进技术,可以同时完成生化反应和膜分离,将微生物和有机物分离出来,具有出水水质高、占地面积小等优点。

生物接触氧化法(BCO):BCO是一种生化处理技术,通过将生物膜附着在填料表面,使污水与生物接触反应,去除有机物和氮、磷等污染物,具有出水水质高、工艺简单等优点。

氧化还原处理法:包括高级氧化技术和电化学氧化技术等,可以通过电解和氧化等方式将有机物和无机物氧化分解,达到净化水质的目的。

磁化水处理技术:利用强磁场作用于污水中的有机物和微生物,促进分子的活化和分解,从而净化水质。

这些技术可以单独使用,也可以组合使用,以适应不同的水质和处理要求。

环境化学第三章天然水的基本特征及污染物的存在形态讲课文档

环境化学第三章天然水的基本特征及污染物的存在形态讲课文档
(8)多环芳烃类(PAHs)
水中溶解度小,辛醇-水分配系数高,主要积累在沉积物、生物 体内和溶解的有机质中。
(9)亚硝胺及其他 沉积物或水中。
第二十五页,共38页。
二、水中污染物的分布和存在状态
(2)金属污染物
1.镉 2.汞 3.铅
4.砷 5.铬 6.铜 7.锌 8.铊 9.镍 10.铍
第二十六页,共38页。
注意: 富营养化问题中,多数情况,P是限制因素,有些情况下CO2也
是一个限制因素。
第十页,共38页。
2. 天然水的性质 2.1 碳酸平衡
在水体中存在着CO2、H2CO3、 HCO3-、 CO32-等4种物质; 常把CO2和H2CO3 合并为H2CO3*; 实际上H2CO3 的含量极低,主要是溶解性的气体CO2。
2.2 天然水中酸度和碱度
碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质,亦即能接受H+的 物质总量。包括 ① 强碱;②弱碱;③ 强碱弱酸盐。
总碱度 = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-] – [H+] 总碱度不受H2CO3*的影响。
酸度是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质,亦即放出H+或经
[H+]=[HCO3-]
K1=4.45 × 10-7
故CO2在水中的溶解度应为 [CO2]+[HCO3—]=1.24×10-5mol/L
第九页,共38页。
1. 天然水的组成
(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
0.03161705)20.95%0.2051605(Pa)
[O2(aq)]KHpO2 1.261080.20516052.6104(mol)/L

水中无机污染物的氧化反应资料

水中无机污染物的氧化反应资料

水中无机污染颗粒物类别:
(1)矿物微粒和粘土矿物 天然水中常见矿物微粒为石英、长石、云母及粘土矿物等 硅酸盐矿物。粘土矿物是由其他矿物经化学风化作用而生 成,主要为铝或镁的硅酸盐。 (2)金属水合氧化物
Al, Fe, Mn, Si等在天然水中以无机高分子及溶胶等形式 存在。Al 在水中的主要形态是Al3+、Al(OH)2+、Al2(OH)24+、 Al(OH)2+、Al(OH)3、Al(OH)4-等无机高分子。Fe 在水中的 主 要 形 态 是 Fe3+ 、 Fe(OH)2+ 、 Fe2(OH)24+ 、 Fe(OH)2+ 、 Fe(OH)3、等无机高分子。
当反应达平衡时,定义E0=(2.303RT/nF) lgK
(3)
从上述化学方程式(1),可写出K= [Red]/{[Ox][e]n } (4)
根据pE的定义
pE=-lg[e]=1/n{lgK-lg[Red]/[Ox]}
= EF/2.303RT
(5)
= E/0.059
根据 Nernst 方程,pE的一般表示形式为: pE = pE0 + (1/n) ·lg ([反应物]/[生成物])
无机铁的氧化还原
天然水中铁的存在形态为 Fe(OH)3(s) 或Fe2+,现以Fe3+-Fe2+-H2O 体系为例讨论 pE 对铁形态浓度的影响 。
设总溶解铁浓度为1.0×10-3mol/L :
Fe3+ + e
Fe2+
pE0 =13.05
pE=13.05+1/n lg[Fe3+]/[Fe2+]
当pE<<pE0 时, [Fe3+]<<[Fe2+], [Fe2+]= 1.0×10-3mol/L

水中污染物的分类(标准版)

水中污染物的分类(标准版)

水中污染物的分类
1、无机物污染:
采矿、冶金、化工、石油、电镀等多种工业行业的生产废水含有重金属,排放到水体引起水质的污染。

进入水体后重金属盐会发生一系列的物理化学反应,诸如氧化、还原、沉淀与溶解、吸附与解析、络合作用以及生物甲基化等。

冶金、电镀、金属加工等废水有金属六价铬、钴、镍、银、铜、锌、锡、锑、铊的污染及砷化物、硫化物、氰化物,氨盐、硝酸盐、硫酸盐以及酸性和碱性废水的污染。

2、耗氧有机物的污染
按有机物被氧化难易程度可分为:
a、易被氧化的有机污染物
酚类、醛类、芳香胺、硫醇、硫醚等金属易被氧化的有机物。

b、中等被氧化的有机污染物
乙醇、异丙醇、甲苯、乙苯、硝基苯、烯烃、碳水化合物(如淀粉、糖类、纤维素)等。

c、难氧化的有机污染物
饱和烃类(甲烷、乙烷)、卤代烃类、溴代苯、多氯联苯、多环芳烃、二啞英类及有机氯杀虫剂等。

电化学水处理技术原理

电化学水处理技术原理

电化学水处理技术原理
电化学水处理技术是一种利用电化学方法对水进行处理的技术。

其原理是利用电解过程中产生的氧化还原反应和电化学反应,通过电极、电解质和电流等控制手段来实现水中杂质的去除、水质的改善等目的。

电化学水处理技术可以分为阳极氧化、阴极还原、电沉积、电吸附、电解消毒等几种类型。

其中,阳极氧化是指将电流引入水中,使得水中的有机物、无机物等发生氧化反应,从而去除水中的污染物。

阴极还原则是利用电流还原剂还原水中的污染物,从而去除水中的有害物质。

电沉积技术则是通过电流的作用,将水中杂质聚集在电极上,并利用电解质的作用使其形成沉淀,从而实现水中杂质的去除。

电吸附技术则是利用电极上的特殊吸附层,吸附水中的杂质,从而改善水质。

电解消毒技术则是利用电流的作用,使得水中的细菌、病毒等微生物遭到破坏,从而实现消毒的目的。

总之,电化学水处理技术是一种高效、环保的水处理方法,它可以广泛应用于饮用水、废水处理、海水淡化等领域,具有广阔的应用前景和巨大的经济效益。

- 1 -。

污水处理中的氧化与还原反应

污水处理中的氧化与还原反应
通过氧化还原反应将有毒有害物质转化为低毒或无毒物质。
重金属的去除
通过还原反应将重金属离子还原成金属单质,便于沉淀和去除。
含油废水的处理
通过氧化反应将油类物质氧化成易降解的物质,提高废水的可生 化性。
河道治理的应用
水体生态恢复
通过适当的人工干预,利用氧化 还原反应促进水体生态系统的恢
复。
底泥治理
利用氧化还原反应改善底泥的透气 性,促进底泥中有机物的降解和转 化。
污水处理中的氧化与还 原反应
汇报人:可编辑
2024-01-03
目录
Contents
• 氧化还原反应概述 • 氧化反应 • 还原反应 • 氧化还原反应的应用实例 • 结论
01 氧化还原反应概述
氧化还原反应的定义
氧化
物质失去电子的过程,通常伴随 着能量的释放。
还原
物质得到电子的过程,通常伴随 着能量的吸收。
水质改善
通过氧化还原反应去除水中的有害 物质,提高水体的自净能力,改善 水质。
05 结论
氧化还原反应在污水处理中的未来发展方向
01
深入研究氧化还原反应 的机理和影响因素,以 提高反应效率和降解效 果。
02
开发新型的催化剂和反 应剂,以适应不同类型 污水的处理需求。
03
加强反应器的设计和优 化,提高反应器的稳定 性和处理效率。
如铁、锌等,能够提供电子给氧 化物,使其还原为较低价态的物 质。
02
非金属还原剂
03
微生物还原剂
如氢气、一氧化碳等,同样可以 提供电子,用于还原某些氧化物 。
某些微生物在代谢过程中可以将 某些氧化物还原为较低价态的物 质。
还原剂在污水处理中的应用
重金属离子还原

5环境化学-天然水的氧化-还原平衡(王晓蓉)

5环境化学-天然水的氧化-还原平衡(王晓蓉)

第五章 天然水中的氧化-还原平衡
三、天然水体的pE-pH图 2、pE-pH图 (2)Fe 2+和Fe(OH)2(s)的边界
[Fe2+]=1.00×10-5mol·L-1,则
平pE13.2+logKsp[H+]3 [Fe2+]
边界条件[Fe2+]=1.0010-5molL-1, 则得 pE=22.2-3pH
3、天然水的pE和决定电位
平logK=nFE0=nE0(25℃) 2.303RT0.0591
第五章 天然水中的氧化-还原平衡
一、天然水中氧化-还原平衡的意义 二、电子活度和氧化还原电位 三、天然水体的pE-pH图 四、天然水中污染物的氧化还原转化
第五章 天然水中的氧化-还原平衡
1、重金属元素的氧化还原转化 天然水中的铁主要以Fe(OH)3(S)或Fe2+形态存在。 设总溶解铁的浓度为1.00×10-3 mol/L
1
p E = 5 .8 2 + lo g
[N
O
2-]6
1
[N
H
+ 4
]6
[N
H
+ 4
]
1
.0
0
1
0
4
lo g [N O 2-] 3 8 .9 2 6 p E
1 8
NO
3
5 4
H
e
1 8
N
H
+ 4
3 8

H
2O
p E 0 1 4 .9 0
1
p E = 6 .1 5 + lo g
[N O
3- ]8
1
是 一 条 垂 直 于 横 轴 平 行 于 pE纵 轴 的 直 线 , 表 明 与 pE无 关 。 当 pH2.99时 , Fe(OH)3(s)将 陆 续 析 出 。

环境化学复习题

环境化学复习题

选择题1. 以下环境体系中属于人工环境的是()。

A 海洋B 太空仓C 矿藏 D土地2. 下列环境问题中属于狭义环境问题的是()。

A 火山爆发B 海啸C 水土流失D 洪水3. 引起水俣病的环境污染物是()。

A 铬B 镉C 二氧化硫D 有机汞4.()年,联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议,通过了《人类环境宣言》。

A 1972B 1992C 1963D 19785. 臭氧层主要存在于()层。

A 高空对流层B 中间层C 平流层D 对流层6. 污染物在生物体内的蓄积量与()有关。

A 吸收、分布B 代谢、转化C 排泄D 各项的代数和7. Pb的毒作用部位发生在造血系统、神经系统和胃肠道,蓄积部位是在()中。

A 骨骼中B 脂肪中C 肾脏中D 肝脏中8. 在开放体系中,随着体系pH的变化,( )始终保持不变。

A [ H2CO3 ]B [ HCO3- ]C [ CO32-]D CT9. 描述浅水湖泊总磷变化规律的模型是()。

A QUAL-II模型B Thomas模型C S-P模型D OECD模型10. 组成水体酸度的物质有()。

A NH3B FeCl3C CaCO3D NaCl11. 以下环境体系中不属于人工环境的是()。

A学校 B 矿藏 C太空仓 D城市12. 下列环境问题中属于广义环境问题的是()。

A火山爆发 B酸雨 C水土流失 D臭氧空洞13. 引起伦敦烟雾事件病的环境污染物是()。

A铬 B碳氢化合物C二氧化硫 D氮氧化物14.()年,在巴西的里约热内卢召开了联合国环境与发展大会。

A 1972B 1992C 1963D 197815. 风、雨、雷、电等复杂的天气现象发生在()层。

A高空对流层 B中间层 C平流层 D对流层16. Pb主要在蓄积生物体的骨骼中,毒作用部位发生在()。

A骨骼中 B脂肪中 C肾脏中 D造血系统中17. 一维稳态河流BOD-DO耦合模型的基本方程是()。

A QUAL-II模型 B合田健模型 C S-P模型 D OECD模型18. 在封闭体系中,随着体系pH的变化,( d )始终保持不变。

环境化学填空

环境化学填空

填空1.环境问题是在工业化过程中产生的,具体原因包括污染物排放和过度开发资源;2.可持续发展的战略思想是经济、社会和环境保护协调发展,其核心思想是:经济发展不能超过资源和环境的承载力;3在大气对流层中污染物易随空气发生垂直对流运动,在平流层中污染物易随地球自转发生水平运动;4.逆温层不利于污染物的传输。

5.当Γ<Γd时,大气处于稳定状态。

6.大气中重要自由基产生于光离解。

7.由若干个苯环稠和在一起的化合物称为多环芳烃;8.在有氮氧化物和碳氢化合物存在于大气中时可能发生光化学烟雾,该反应机制为:自由基引发、自由基转化和增殖、自由基氧化NO、链终止;9.平流层中的臭氧层能够吸收紫外线从而保护生物,维持生态平衡;10.洛杉矶烟雾也称为光化学烟雾。

11.伦敦烟雾也称为硫酸型烟雾。

12.当降水的pH值时,称为酸雨。

13.可吸入粒子是指粒径﹤10um的颗粒物;是指大气中的过氧乙酰硝酸酯污染物;15.水中异养生物利用自养生物产生的有机物为能源及材料构成生命体;16.导致痛痛病的污染物是Cd;17.导致水俣病的污染物是甲基汞。

18.腐殖质分子中含有多元环状结构,其上联接有 -OH -COOH -CHO等官能团;19.非离子型有机物可通过溶解作用分配到土壤有机质中;值在至之间时,水中碳酸的主要形态分别为CO2、H2CO3、HCO3-;21.水中无机污染物的迁移转化方式有吸附、凝聚絮凝、溶解沉淀、配合、氧化还原;22. 水中有机污染物的迁移转化方式有分配、水解、光解、挥发、生物降解;值低表示环境为有机碳性环境。

24.标化分配系数是以有机碳为基础表示的分配系数。

25.次生矿物由物理分化和化学分化而成;26.氧垂曲线可依次划分为清洁区及分解区、腐败区、恢复区及清洁区27.在S-P模型中,溶解氧有一个最低值称为极限溶解氧28.天然水中的颗粒物聚集的动力学方程分别称为为异向絮凝、同向絮凝、差速沉降絮凝。

29.次生铝硅酸盐由硅氧四面体层和铝氢氧八面体层构成,它们是高岭石、蒙脱石和伊利石。

环境化学答案

环境化学答案

《环境化学》A/B模拟练习题参考答案一、填空题:1、一般通过湿沉降过程去除大气中颗粒物的量约占总量的 80%~90%,而干沉降只有 10%~20 。

2、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附、离子交换吸附和专属吸附。

3、众所周知,化学工业是产生废水、废气、废渣的“三废”大户,对化学工业来说,清洁生产是刻不容缓的重要课题。

4、无机污染物进入水体后,主要通过沉淀-溶解、氧化还原、配合作用、胶体形成、吸附-解吸等一系列物理化学作用进行迁移转化。

5、一般天然水环境中,决定电位的的物质是溶解氧,而在有机物累积的厌氧环境中,决定电位的物质是有机物。

6、土壤是由气、液、固三相组成的,其中固相可分为土壤矿物质和土壤有机质,两者占土壤总量的 90%以上。

7、绿色产品标志,或称环境标志、生态标志、蓝色天使等。

8、氧垂曲线可依次划分为清洁区及分解区、腐败区、恢复区及清洁区9、在有氮氧化物和碳氢化合物存在于大气中时可能发生光化学烟雾,该反应机制为:自由基引发、自由基转化和增殖、自由基氧化NO 、链终止;10、实现固体废物资源化既是环境综合治理的最终目的之一,也是从治理中获得综合效益的集中表现。

11、pH值在 4.5至8.3之间时,水中碳酸的主要形态分别为 CO2、H 2CO3、 HCO3-;12、水中无机污染物的迁移转化方式有吸附、凝聚絮凝、溶解沉淀、配合、氧化还原;13、降水中主要的阴离子有 SO42-、 NO3-、 Cl-、 HCO3-。

14、通常被称为“生态结构重组”或“生态的结构重组”主要包括四个方面的内容:作为资源重新使用废料、封闭物质循环系统和尽量减少消耗性排放、产品与经济活动的非物质化、能源脱碳。

15、土壤酸度可分为活性酸度和潜性酸度,其中,活性酸度是土壤中氢离子浓度的直接反映,而潜性酸度是指土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+。

16、天然水中的颗粒物聚集的动力学方程分别称为为异向絮凝、同向絮凝、差速沉降絮凝。

水污染处理化学处理法

水污染处理化学处理法

水污染处理化学处理法水污染是一个全球性问题,严重影响着人类健康和环境。

为了解决水污染问题,科学家们开发了各种水污染处理方法。

其中,化学处理法是一种常见且有效的处理方法。

本文将详细介绍水污染处理的化学处理法。

化学处理法是利用化学原理和技术来处理水污染的方法。

它可以去除水中的污染物,提高水的质量。

以下将介绍几种常见的化学处理方法。

第一种化学处理方法是沉降法。

沉降法通过添加化学凝聚剂,使水中的悬浮物和浑浊物质聚集成为较大的颗粒,从而促使它们沉降到底部。

常用的化学凝聚剂有氯化铁、聚合氯化铝等。

在实际应用中,可以根据水质情况选择合适的凝聚剂。

第二种化学处理方法是氧化还原法。

氧化还原法可以将水中的有机污染物通过氧化作用转化为能够被降解的无机物。

常用的氧化剂有高锰酸钾、过氧化氢等。

在氧化还原过程中,通过调节氧化剂的投加量和水的pH值,可以获得最佳的处理效果。

第三种化学处理方法是吸附法。

吸附法通过将水中的污染物吸附到吸附剂表面,从而使水中的污染物浓度降低。

常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。

吸附剂的选择应根据污染物的种类和特性来确定。

第四种化学处理方法是离子交换法。

离子交换法利用具有特定功能团的树脂,通过与水中的离子进行交换,达到去除污染物的目的。

常用的离子交换树脂有阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。

离子交换法广泛应用于水处理和废水处理领域。

除了上述几种常见的化学处理方法外,还有一些其他的化学处理方法,如光催化氧化法、臭氧氧化法等。

这些方法都具有不同的特点和适用范围,可以根据具体情况选择合适的方法进行水污染处理。

尽管化学处理法在水污染处理中发挥了重要作用,但也存在一些问题。

首先,化学处理法需要添加化学剂,增加了处理成本。

其次,一些化学剂可能对环境造成二次污染,如影响土壤和水体的生态平衡。

因此,在使用化学处理法时,需要注意选择合适的化学剂和控制剂量,以减少对环境的影响。

总之,化学处理法是一种重要的水污染处理方法,可以有效去除水中的污染物。

臭氧在水中可能引起的反应

臭氧在水中可能引起的反应

臭氧在水中可能引起的反应
臭氧在水中可能引起以下反应:
1. 氧化反应:臭氧可以氧化许多物质,包括有机物和无机物。

在水中,臭氧可以氧化污染物和有机物质,将它们转化为二氧化碳和水等无害物质。

2. 水解反应:臭氧可以与水反应生成羟基自由基和氧气。

这些自由基可以氧化有机物和污染物,从而净化水体。

3. 氧化还原反应:臭氧在水中可以发生氧化还原反应。

例如,臭氧可以氧化硅酸盐,从而转化为硅酸和氧气。

4. 表面活性剂反应:一些表面活性剂可以与臭氧反应,生成自由基和其他反应产物。

这些自由基可以在水中帮助净化污染物。

总的来说,臭氧在水中可以发生各种反应,从而净化水体,降低水体中的污染物和有机物含量。

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LOREM IPSUM DOLOR
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。
无机污染物治理方法
一般说来,对含酸、碱工业废水的治理常用中和法。 对酸性废水常用的碱性药剂有:苛性钠、生石灰、纯碱、 石灰石、氨、碳酸氢钠和含钙动物贝壳等。以中和法治 理碱性工业废水时常用药剂有硫酸、盐酸、二氧化碳等, 其中硫酸较便宜,但如废水中含钙时会产生沉淀。治理 酸碱废水的其他方法还有蒸发、浓缩、冷却、结晶等。 以活性炭为代表的吸附工艺是目前去除水中有机毒物 的首选实用技术。
根据Nernst方程 E=E0-(2.303RT/nF)lg[Red]/[Ox] 当反应达平衡时,定义E0=(2.303RT/nF) lgK 从上述化学方程式(1),可写出K= [Red]/{[Ox][e]n } 根据pE的定义
pE=-lg[e]=1/n{lgK-lg[Red]/[Ox]}
= EF/2.303RT = E/0.059 (5)
氧化还原
关于天然水及污水中的氧化-还原反应,需要特别强调: 许多重要的氧化还原反应均为微生物催化反应。 例如,HCO3一在水中与H+反应生成气体CO2, HCO3一也可通过一系列复杂的细菌催化反应获得电子,
生成甲烷气体。通常,在氧化-还原反应中,电子的迁移
也常伴随着有质子的迁移,这就使氧化-还原和酸-碱平衡 之间具有相当紧密的关系。
水中无机污染颗粒物类别:
(1)矿物微粒和粘土矿物 天然水中常见矿物微粒为石英、长石、云母及粘土矿物等 硅酸盐矿物。粘土矿物是由其他矿物经化学风化作用而生 成,主要为铝或镁的硅酸盐。 (2)金属水合氧化物
Al, Fe, Mn, Si等在天然水中以无机高分子及溶胶等形式 存在。Al 在水中的主要形态是Al3+、Al(OH)2+、Al2(OH)24+、 Al(OH)2+、Al(OH)3、Al(OH)4-等无机高分子。Fe 在水中的 主 要 形 态 是 Fe3+ 、 Fe(OH)2+ 、 Fe2(OH)24+ 、 Fe(OH)2+ 、 Fe(OH)3、等无机高分子。 H 4SiO4 聚合成无机高分子:SinO2n-m(OH)2m。
0 -3 -6 -9 -12 -15 18
lgc
Fe3+
Fe2+
天然水中含有许多无机及有机氧化剂和还原剂。水中 主要的氧化剂有溶解氧、Fe3+ 、Mn4+和S6+,其作用后本 身依次转变为H2O、Fe2+、Mn+和S2-。水中主要还原剂有 种类繁多的有机化合物、 Fe 2+ 、Mn2+ 和 S2- ,在还原物质 的过程中,有机物本身的氧化产物也是非常复杂的。
无机污染来源
无机污染物污染:无机污染物主要指酸碱盐的污染。 污染水体中的酸主要来自酸雨、矿山排水和各类工厂特 别是化工厂的生产废水。碱主要来源于碱法造纸、化学 纤维、制碱、制革以及炼油等工业废水。 无机有毒物污染主要是指Hg、Cd、Pb、As、CN、F 等。非金属无机毒物以氰化物为典型例子。氰化物是指 含有氰基的化合物,它是剧毒物质。水体中氰化物主要 是来源于电镀废水、焦炉和高炉的煤气洗涤水,合成氨、 有色金属选矿、冶炼、化学纤维生产、制药等各种工业 废水。
水中无机污染物的氧化作用
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LOREM IPSUM DOLOR
水体无机污染指酸、碱和无机盐类对水体的污染,首 先是使水的PH值发生变化,破坏其自然缓冲作用,抑制 微生物生长,阻碍水体自净作用。
无机污染物主要通过沉淀-溶解、氧化-还原、配合作 用、胶体形成、吸附 - 解吸等一系列物理化学作用进行迁 移转化,参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程, 最终以一种或多种形态长期存留在环境中,造成永久性的 潜在危害。
氧化还原
1、电子活度和氧化还原电位 (1)电子活度: pE = -lg (ae) ae——水溶液中电子活度
pE越小,电子活度越高,体系提供电子的倾向就越强。 反之,pE越大,电子活度越低,体系接受电子的倾向就 越强。
(2)氧化还原电位E和pE的关系
Ox +ne→Red
(1)
(2) (3) (4)
(3)腐殖质:带负电的高分子弱电介质,富里酸、腐殖 酸和 腐黑物。在不同 pH 下,展现不同立体结构。
(4)水体悬浮沉积物
悬浮沉积物是以矿物微粒,特别是粘土矿物为核心骨 架,有机物和金属水合氧化物结合在矿物微粒表面上,成 为各微粒间的粘附架桥物质,把若干微粒组合成絮状聚集 体(聚集体在水体中的悬浮颗粒粒度一般在数十微米以 下),经絮凝成为较粗颗粒而沉积到水体底部。 (5)其他:藻类、细菌、病毒和表面活性剂、油滴等。
无机铁的氧化还原
天然水中铁的存在形态为 Fe(OH)3(s) 或Fe2+,现以Fe3+-Fe2+-H2O 体系为例讨论 pE 对铁形态浓度的影响 。 设总溶解铁浓度为1.0×10-3mol/L : Fe3+ + e Fe2+ pE0 =13.05 pE=13.05+1/n lg[Fe3+]/[Fe2+] 当pE<<pE0 时, [Fe3+]<<[Fe2+], [Fe2+]= 1.0×10-3mol/L lg[Fe3+]=pE-16.05 当pE>> pE0 时, [Fe3+]>>[Fe2+], [Fe3+]=1.0×10-3mol/L lg[Fe2+]=10.05-pE
根据 Nernst 方程,pE的一般表示形式为: pE = pE0 + (1/n) ·lg ([反应物]/[生成物]) 平衡常数K: lgK = (nE0F)/(2.303RT) = nE0/0.059 = n·pE0 (25℃)
水的氧化还原限度
在氧化还原平衡体系 中,往往有 H + 或 OH - 离子 参与转移。所以,pE除了 与氧化态和还原态浓度有 关以外, 还与体系的 pH 有关。 pE 对于 pH 的依赖 关系可用 pE-pH 图来表示。 以铁为例。
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