水環(huán)境化學(xué)剖析學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1水環(huán)境水環(huán)境(hunjng)化學(xué)剖析化學(xué)剖析第一頁，共66頁。2022-4-182第2頁/共66頁第二頁，共66頁。2022-4-183第3頁/共66頁第三頁，共66頁。2022-4-184 第4頁/共66頁第四頁，共66頁。2022-4-185第5頁/共66頁第五頁，共66頁。2022-4-186第6頁/共66頁第六頁，共66頁。2022-4-187第7頁/共66頁第七頁，共66頁。2022-4-188第8頁/共66頁第八頁，共66頁。2022-4-189 NH3-N, NO2-N, NO3-N第9頁/共66頁第九頁，共66頁。2022-4-1810第10頁/共66頁第十頁，共66頁

2、。2022-4-1811第11頁/共66頁第十一頁，共66頁。2022-4-1812 一、天然水的組成一、天然水的組成(z chn)1. 主要離子組成主要離子組成(z chn) Ca2+ Mg2+ H+ Na+ K+ HCO3- CO32- OH- SO42- Cl- NO3- 總含鹽量（總含鹽量（TDS）= Ca2+ Mg2+ + Na+ + K+ + HCO3-+ SO42-+Cl-第12頁/共66頁第十二頁，共66頁。2022-4-1813(3)7322109 . 4/)(FeHOHFe32324221023. 1/)(FeHOHFe 2. 水中金屬(jnsh)離子432109 .8/)

3、(FeHOHFe第13頁/共66頁第十三頁，共66頁。2022-4-1814OHFeHsOHFe23333)()(333101 . 9/HFeLmolFe/101 . 9)100 . 1 (101 . 918373第14頁/共66頁第十四頁，共66頁。2022-4-1815第15頁/共66頁第十五頁，共66頁。2022-4-1816第16頁/共66頁第十六頁，共66頁。2022-4-1817第17頁/共66頁第十七頁，共66頁。2022-4-1818第18頁/共66頁第十八頁，共66頁。2022-4-1819第19頁/共66頁第十九頁，共66頁。2022-4-1820第20頁/共66頁第二十頁

4、，共66頁。2022-4-1821122KCOH第21頁/共66頁第二十一頁，共66頁。2022-4-1822 CO2在水中的溶解度： CO2 + HCO3- = 1.02810-5+ 2.1410-6 = 1.2410-5 mol.L-1 = 0.55 mg.L-1第22頁/共66頁第二十二頁，共66頁。2022-4-18234水生生物(shngw)第23頁/共66頁第二十三頁，共66頁。2022-4-1824第24頁/共66頁第二十四頁，共66頁。2022-4-1825第25頁/共66頁第二十五頁，共66頁。2022-4-1826第26頁/共66頁第二十六頁，共66頁。2022-4-182

5、7決定水體中生物的范圍和種類的關(guān)鍵物質(zhì)是氧，氧的缺乏使水生生物死亡，氧的存在殺死許多厭氧細(xì)菌， 因此(ync)水中溶解氧的濃度 (DO) 是天然水體的重要參數(shù)。第27頁/共66頁第二十七頁，共66頁。2022-4-1828 生物需氧量（BOD）是水質(zhì)(shu zh)的另一個(gè)重要參數(shù)，一個(gè)高BOD的水體，不可能很快補(bǔ)充氧氣，顯然不利于水生生物。 水中的CO2的增多可引起過量藻類的生長，因此 CO2常常(chngchng)是一個(gè)限制因素。第28頁/共66頁第二十八頁，共66頁。2022-4-1829第29頁/共66頁第二十九頁，共66頁。2022-4-1830第30頁/共66頁第三十頁，共66頁。

6、2022-4-1831分布(fnb)分?jǐn)?shù)：23332320COHCOCOHCOHTCHCO31TCCO232第31頁/共66頁第三十一頁，共66頁。2022-4-1832HH2 2COCO3 3 = C = CT T0 0 ， HCOHCO3 3- - = C = CT T1 1，COCO3 32-2- = C = CT T2 2 122110)1 (HKKHK)(21122aaaKKKHHH第32頁/共66頁第三十二頁，共66頁。2022-4-1833122122)1 (KHKKH以上為封閉體系以上為封閉體系(tx)，未考慮溶解性，未考慮溶解性CO2與大與大氣的交換，氣的交換，CT不變，其余

7、各濃度變化。不變，其余各濃度變化。1211)1 (HKKH第33頁/共66頁第三十三頁，共66頁。2022-4-183420021COHTPKCOC開放(kifng)體系第34頁/共66頁第三十四頁，共66頁。2022-4-1835221013COHCOHPKHKPKHCO222210223COHCOHPKHKKPKCO第35頁/共66頁第三十五頁，共66頁。2022-4-1836/132332301HKCOHHCOCCOHCHCOTT231COHHCOK22133202HKKCOCOH自己自己(zj)推導(dǎo)一推導(dǎo)一下！下！第36頁/共66頁第三十六頁，共66頁。2022-4-1837第37頁/

8、共66頁第三十七頁，共66頁。2022-4-1838 lgH2CO3* = lgCO2(aq) = lg KH + lg Pco2 = - 4.9 lgH2CO3 = lgCO2(aq) + lgKS = -7.7 （KS = H2CO3/CO2(aq) = 10-2.8） 開放(kifng)體系的碳酸平衡第38頁/共66頁第三十八頁，共66頁。2022-4-1839lgHCO3- = lg K1 + lg H2CO3* + pH = -11.3 + pHlgCO32- = lgK1 + lgK2 + lgH2CO3* + 2pH = -21.6 + pH第39頁/共66頁第三十九頁，共66頁

9、。2022-4-1840第40頁/共66頁第四十頁，共66頁。2022-4-1841假設(shè)只考慮(kol)雨水中的CO2溶解： CO2(g) + H2O = H2CO3*平衡時(shí)CO2形態(tài)占主要地位，H2CO3 只占游離分子1% 以下。 例：計(jì)算例：計(jì)算(j sun)雨水雨水的的pH值值第41頁/共66頁第四十一頁，共66頁。2022-4-1842 1大氣壓，25時(shí)，可以(ky)近似看作： H2CO3* CO2已知：3231COHHCOHK321COHCKHK1第42頁/共66頁第四十二頁，共66頁。2022-4-1843 又： HH2 2COCO3 3* * = = K KH H PcoPco2

10、 2 H+ = 21PcoKKHmol/L 6771011. 28 .301034. 31045. 4= pH = 5.66 第43頁/共66頁第四十三頁，共66頁。2022-4-1844第44頁/共66頁第四十四頁，共66頁。2022-4-1845 總堿度 = HCO3- + 2CO32- + OH- H+ （ 由H2CO3的質(zhì)子條件(tiojin)PBE導(dǎo)出 H+ = OH- + HCO3- + 2CO32-） 酚酞堿度=OH-+CO32-H2CO3* H+ （由 HCO3-的質(zhì)子條件(tiojin)PBE導(dǎo)出 H+ = OH- + CO32- - H2CO3* ） 第45頁/共66頁第四

11、十五頁，共66頁。2022-4-1846苛性堿度苛性堿度=OH-HCO3-2H2CO3*H+ （ 由由CO32-的質(zhì)子的質(zhì)子(zhz)條件條件PBE導(dǎo)出導(dǎo)出 H+ = OH- - HCO3- - 2H2CO3* ） 第46頁/共66頁第四十六頁，共66頁。2022-4-1847總堿度 = CT (1+ 22) + KW /H+ H+酚酞(fn ti)堿度 = CT (2 - 0) + KW /H+ H+苛性堿度 = - CT (1+ 20) + KW /H+ H+ 酸度酸度 Acidity 總酸度、總酸度、CO2酸度和無機(jī)酸度酸度和無機(jī)酸度 （推導(dǎo)（推導(dǎo)(tudo)、表達(dá)方法同堿度）、表達(dá)方法

12、同堿度）第47頁/共66頁第四十七頁，共66頁。2022-4-1848某水體pH=8.00,堿=1.0010-3mol.L-1，計(jì)算該水體中各堿度成分(chng fn)的濃度。 HCO3- = 堿度= 1.0010-3 mol.L-1 ， OH- = 1.0010-6 mol.L-1 H2CO3*=H+HCO3-/ K1 （1） =1.0010-81.0010-3 / 4.4510-7 =2.25 10-5 mol.L-1 例 1 (p108)第48頁/共66頁第四十八頁，共66頁。2022-4-1849CO32- = K2HCO3- / H+ （2） = 4.6910-111.0010-3

13、/1.0010-8 = 4.69 10-6mol.L-1第49頁/共66頁第四十九頁，共66頁。2022-4-1850若水體 pH升高到10.00, 堿度仍保持(boch)1.0010-3 mol.L-1，再計(jì)算該水體中各堿度成分的濃度。 堿度 = HCO3- + 2CO32- + OH-( mol.L-1) OH- = 1.0010-4 mol.L-1 例 2第50頁/共66頁第五十頁，共66頁。2022-4-18511.0010-3 = HCO3- + 2CO32- + 1.0010 -4 ,469. 01000. 11069. 41011323HCOCOCO32- = 0.469 HCO

14、3-HCO3-+ 0.469 HCO3- 2 = 0.0009第51頁/共66頁第五十一頁，共66頁。2022-4-1852 HCO3- = 4.6410-4 mol.L-1 CO32- = 2.1810-4 mol.L-1對總堿度的貢獻(xiàn)(gngxin)仍為1.0010-3 mol.L-1第52頁/共66頁第五十二頁，共66頁。2022-4-1853則 CT = 堿度 例 3第53頁/共66頁第五十三頁，共66頁。2022-4-1854查表 3-3（p110） 1 、2， = 1.22 CT = 1.221. = 3.25 4 = 1.71 m mol.L-1 當(dāng)加強(qiáng)(jiqing)酸使 pH

15、 = 6.0，而CT不變時(shí) = 3.25 堿度 = 1.71 / 3.25 = 0.526 m mol.L-1 A = 1.4-0.526 = 0.874 m mol.L-1第54頁/共66頁第五十四頁，共66頁。2022-4-18553天然(tinrn)水體的緩沖能力第55頁/共66頁第五十五頁，共66頁。2022-4-1856lg3321HCOCOHpKpH 若向水中投入B量的堿性(jin xn)廢水lg3321BHCOBCOHpKHp第56頁/共66頁第五十六頁，共66頁。2022-4-1857lglg332332HCOCOHBHCOBCOHpHHppH B = 堿度10pH 1 / ( 1 + K1 +10pH+pH ) （將HCO3-看作(kn zu)堿度，H2CO3作為水中游 離碳酸 CO2）第57頁/共66頁第五十七頁，共66頁。2022-4-1858第58頁/共66頁第五十八頁，共66頁。2022-4-1859第59頁/共66頁第五十九