环境化学第三章

1、Chapter3. Aquatic Environmental Chemistry第三章第三章 水环境化学水环境化学从化学过程和原理方面阐明天然水中的各种化学平衡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、转化和归宿规律在天然水中分布、迁移、转化和归宿规律.第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应第二节第二节 水环境中的水环境中的配合反应配合反应第三节第三节 水环境中的水环境中的氧化与还原反应氧化与还原反应第四节第四节水中胶体物质及其吸附作用水中胶体物质及其吸附

2、作用第五节第五节 水中有机污染物的迁移转化水中有机污染物的迁移转化第三章第三章 水环境化学水环境化学第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应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些离子的化合物在水中的沉淀和溶解反应紧密相关沉淀和溶解反应紧密相关。在金属离在金属离子中，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。移能力大。第三章第三章 水环境化学水环境化学 在固在固液平衡体系中，一般用溶度积来表征溶解度大小。液平衡体系中，一般

3、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，尽管在化学理论研究上，溶度积的获得具有严格的条件，将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。遵守溶度积原则。 在用溶度积讨论无机化合物的沉淀溶解反应平衡，以及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、转化的具体影响时这一反应对金属离子迁移、转化的具体影响时-?第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀

4、溶解反应要注意的是：要注意的是： 1 1、金属离子在水中的沉淀溶解过程往往是一些非均相反、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。应，这些反应进行得缓慢，在动态环境中不易达到平衡。 2 2、热力学理论中所阐述的物相关系不一定与实际沉淀反、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。应完全一致。( (沉淀可以进一步转化沉淀可以进一步转化) ) 3 3、在实际中往往出现化合物的溶解量大于其溶解度的情、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。况，即存在过饱和现象。 4 4、固体溶解所产生的离子可能在溶液

5、中进一步反应。、固体溶解所产生的离子可能在溶液中进一步反应。 5 5、用于计算的平衡常数因测定条件不尽相同而存在差别。、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）（不同文献的平衡常数有差异）第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应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，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。金属离子与性小的共价键化合物的溶解能力大。金属离子与SOSO4

6、42-2-之间为离之间为离子键，在水中的溶解度远大于共价键的金属硫化物。子键，在水中的溶解度远大于共价键的金属硫化物。AgF（离子晶格）的溶解度大于（离子晶格）的溶解度大于 AgCl（共价键）（共价键）2、对离子键化合物来说，溶解度随着离子半径的对离子键化合物来说，溶解度随着离子半径的增大增大和电价和电价的的减少减少而而增加，增加，Na3PO4、 Na2SO4 、 Na2CO3均易溶均易溶 ，而而Ca3(PO 4)2 、 CaSO4 、 CaCO3均难溶均难溶 。第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应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，相互结合的离子半径差

7、别愈小，其离子化合物愈牢固，即难溶解。即难溶解。溶解度小于溶解度小于0.01克克/100克水的物质叫做克水的物质叫做“难溶物难溶物”地表水和沉积物的孔隙水中主要阴离子地表水和沉积物的孔隙水中主要阴离子Cl-、SO2-4、HCO-3还原条件下有还原条件下有H2S衍生的衍生的HS-与与S2-，碳酸盐、氢氧化物、硫碳酸盐、氢氧化物、硫化物难溶。化物难溶。第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应一、氧化物和氢氧化物一、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。金属氢氧化别

8、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：物的沉淀溶解平衡可以用化学反应的通式表述： Me (OH)n(s) = Me n+ + nOH Ksp = Me n+OHn Me n+= Ksp/OHn = KspH+n / Knw pc = ( pKsp npKw ) + npH （3-1）第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应1、pc pc 与与pHpH成直线关系，即在一定的成直线关系，即在一定的pHpH的范围内，的范围内，pH 越高，金属离子的浓度越低；越高，金属离子的浓度越低；2、金属离子的价数就是浓度随金属离子的价数就是浓

9、度随pHpH变化的斜率，其中变化的斜率，其中lgMen+ 与与pH的关系的关系，斜率分别为斜率分别为 -1、-2、-3。 Ag+Ag+、Hg+ Hg+ 的斜率为的斜率为 1；CaCa2+2+、MgMg2+2+、FeFe2+2+、MnMn2+2+、ZnZn2+2+、PbPb2+2+、CuCu2+2+、HgHg2+2+、NiNi2+2+、CdCd2+2+、CoCo2+2+ 的斜率为的斜率为 2； AlAl3+3+、FeFe3+3+、CrCr3+3+ 的斜率为的斜率为 3；3、当当pc = 0时（时（-lgMen+ = 0 -lgMen+ = 0 即即 Men+ = 1 mol/LMen+ = 1

10、mol/L），），直线在横轴上的直线在横轴上的pHpH值为截距值为截距 ， 用下式计算：用下式计算： pH = 14 1/n pKsp 第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应1 1、从图中可看出各金属离子生成氢氧化物沉淀的先后。、从图中可看出各金属离子生成氢氧化物沉淀的先后。2 2、金属离子的浓度已知，可知道该金属离子开始沉淀时的、金属离子的浓度已知，可知道该金属离子开始沉淀时的 pHpH值。值。3 3、同价金属离子均有相同的斜率，靠右边斜线代表的金属、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

11、氢氧化物的溶解度大于大于靠左边的金属氢氧化物的溶解度。靠左边的金属氢氧化物的溶解度。上边所讨论的并不能上边所讨论的并不能充分充分反映出反映出 的溶解度，应该考虑的溶解度，应该考虑OH-与金属离子可进行配合，金属离子与金属离子可进行配合，金属离子氧化物氧化物和和氢氧化物氢氧化物的溶的溶解度解度: MeT=Mez+Me（OH）nz-n第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应铅的各种形态与水体铅的各种形态与水体pH的关系以及所对应的浓度的关系以及所对应的浓度 (1) H2O = H+ + OH lgKw = -14 (2) PbO(s) + 2H+ = Pb2+ + H2O lg*

12、Ks0 = 12.7 (3) PbO(s) + H+ = PbOH + 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 lgPb2+ = 12.7 2pH lgPbOH + = 5.0 pH lgPb (OH)20 = 4.4 lgPb (OH)3 = 15.4 + pH 第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应 可见除可见除Pb (OH)20与与pH无关外，其余无关外，其余3 3种铅形态都与溶液种铅形态都与溶液中中H

13、 H+ +离子浓度有关，离子浓度有关，Pb2+、PbOH +、Pb (OH)20和和Pb(OH)3-对对数值作为数值作为pHpH值函数特征线的斜率分别为值函数特征线的斜率分别为2、1、0和和 +1， 将有关铅形态浓度的对数对将有关铅形态浓度的对数对pHpH 作图，可得作图，可得Pb的溶解度与的溶解度与pHpH的关系，的关系，其中其中lgPb (OH)20是一条与是一条与pHpH无关的水平线无关的水平线第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应-图中阴影所包围的区域为图中阴影所包围的区域为PbO(s)稳定存在的区域稳定存在的区域，阴影以外的区域为溶解的铅形态，阴影以外的区域为溶解

14、的铅形态，Pb()T=Pb2+ PbOH + Pb (OH)20+ Pb (OH)3 = *Ks0 H+2 +*Ks1 H+ Ks2 +*Ks3 H+-1图中虚线所表示的是在图中虚线所表示的是在pH = 9.5，PbOH + = Pb (OH)20，即即PbOH + Pb (OH)20 = 0时的情况时的情况第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应lgc 金属氢氧化物溶解度区域图 -8-6-4-24681012pHZnOH+014Zn(OH)20Zn(OH)42-Zn(OH)2Zn(OH)3-Zn2+(s)第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应1、金属的金

15、属的氧化物氧化物和和氢氧化物具有两性氢氧化物具有两性和和H+、OH-都发生反应都发生反应2、金属氢氧化物并不具有固定的溶解度。有一个溶解度最小、金属氢氧化物并不具有固定的溶解度。有一个溶解度最小的的pH点，点，在左在左侧随侧随pH升高溶解度降低，升高溶解度降低，在右在右侧随侧随pH升高溶升高溶解度增大解度增大3、许多金属氢氧化物可是络阳离子，而且可以是络阴离子。、许多金属氢氧化物可是络阳离子，而且可以是络阴离子。称为两性氢氧化物。称为两性氢氧化物。4、多种配位体（、多种配位体（Cl - 、 S2- ）可以与金属离子配位，影响金）可以与金属离子配位，影响金属氢氧化物的沉淀。属氢氧化物的沉淀。第一

16、节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应二、硫化物二、硫化物一般而言，金属离子的硫化物在水中的溶解度比起其氧化一般而言，金属离子的硫化物在水中的溶解度比起其氧化物或氢氧化物小得多，对金属离子在天然水中的沉积起着物或氢氧化物小得多，对金属离子在天然水中的沉积起着重要作用，而对其在水中的迁移贡献较小。重要作用，而对其在水中的迁移贡献较小。例如，例如，HgHg2+2+在天然水体中的行为由于水体性质而发生明显分异。在天然水体中的行为由于水体性质而发生明显分异。汞的甲基化过程在嫌气条件下易于发生，如果，此时的水体汞的甲基化过程在嫌气条件下易于发生，如果，此时的水体在嫌气条件下产生在嫌气条件

17、下产生H H2 2S S，而而S2-非常容易与非常容易与Hg2+生成生成HgS沉淀，沉淀，那么，汞的甲基化作用就明显会被削弱，那么，汞的甲基化作用就明显会被削弱，汞的迁移和毒害就汞的迁移和毒害就会降低。会降低。第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应金属硫化物是比氢氧化物溶度积更小的一类难金属硫化物是比氢氧化物溶度积更小的一类难溶沉淀物溶沉淀物.重金属硫化物在中性条件下实际上是不溶的重金属硫化物在中性条件下实际上是不溶的.在盐酸中在盐酸中的硫化物是可溶的，而的硫化物是可溶的，而Ni和Co的硫化物是难溶的。的硫化物是难溶的。的硫化物只的硫化物只有在硝酸中才能溶解有在硝酸中才能溶

18、解.第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应金属硫化物金属硫化物是比氢氧化物溶是比氢氧化物溶度积更小的一类度积更小的一类难溶沉淀物，只难溶沉淀物，只要水环境中存在要水环境中存在S2-，几乎所有的，几乎所有的重金属均可以从重金属均可以从水体中除去。水体中除去。H2SH+HS- K1=8.9*10-8HS-H+S2- K2=1.3*10-15H2S2H+S2- K1,2=K1K2=1.16*10-23S2-H+2=K1,2H2SS2-=K1,2H2S/H+2Me2+S2-=KspMe2+=Ksp/S2-=KspH+2/K1,2H2SMe2+=KspH+2/K1K2H2S硫化物硫化

19、物第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应H2S=2H+ + S2-K1.2= H+ 2 S2-/ H2S= K1 K2=1.1610-22在饱和溶液中，在饱和溶液中， H2S浓度总是保持在浓度总是保持在0.1mol/L，可认为，可认为饱和溶液中饱和溶液中H2S分子浓度也保持在分子浓度也保持在0.1mol/LH+ 2 S2-= 1.1610-22 0.1= 1.16 10-23=Ksp1.16 10-23看成是一个溶度积看成是一个溶度积（ Ksp ）在任何在任何pH值的饱和值的饱和溶液中必须保持的一个常数。溶液中必须保持的一个常数。Me2+ S2-= KspMe2+ = Ks

20、p/ S2-= Ksp H+ 2 /Ksp= 第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应只要水环境中存在只要水环境中存在S2-，几乎所有的重金属离子均可从水体中，几乎所有的重金属离子均可从水体中除去。除去。在天然水体中，在天然水体中，S2-的含量约为的含量约为10-10 mol/L，相当于，相当于3.2 10-9 g/L。以以Cu2+离子为例，离子为例，CuS的溶度积等于的溶度积等于6.3 10-36，在在25下下： Cu2+S2- = 6.3 10-36 把天然水中把天然水中S2-的浓度代入上式，便可得天然水中的浓度代入上式，便可得天然水中Cu2+的平衡的平衡浓度：浓度： C

21、u2+ = 6.3 10-36/10-10 = 6.3 10-26 （mol/L）由此说明，只要天然水中有少量由此说明，只要天然水中有少量S2-存在，存在，Cu2+完全可从天然完全可从天然水中沉淀出来。水中沉淀出来。第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应三、碳酸盐三、碳酸盐在在Me2+H2OCO2体系中，碳酸盐作为固项时需要比氧化体系中，碳酸盐作为固项时需要比氧化物、氢氧化物更稳定，而且与氢氧化物不同，它并不是由物、氢氧化物更稳定，而且与氢氧化物不同，它并不是由OH-直接参与沉淀反应，同时直接参与沉淀反应，同时CO2还存在气相分压。因此，还存在气相分压。因此，碳酸盐沉淀实际

22、上是二元酸在三相中的平衡分布问题。碳酸盐沉淀实际上是二元酸在三相中的平衡分布问题。第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应在对待在对待Me2+H2OCO2体系的多相平衡时，主体系的多相平衡时，主要区别两种情况：要区别两种情况：1、对大气封闭的体系（只考虑、对大气封闭的体系（只考虑固、液相，把固、液相，把H2CO 3 * 当作不挥发酸类处理当作不挥发酸类处理）；）； CT始终不变始终不变2、开放体系除固、液相外还包括气相（含、开放体系除固、液相外还包括气相（含CO2 ）的体系。的体系。 H2CO3* 始终不变。始终不变。第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应

23、（一）封闭体系（一）封闭体系其特征为：其特征为： 1、只考虑溶液相、只考虑溶液相碳酸碳酸形态和固相形态和固相碳酸盐碳酸盐形态。形态。2、 把把H2CO3*当成不挥发酸处理。当成不挥发酸处理。3、碳酸形态总浓度、碳酸形态总浓度cT = 常数，常数，第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应当水溶液中碳酸形态和溶液当水溶液中碳酸形态和溶液pH不是太低时，有不是太低时，有 CO32- = cTCO32-即即CO32-取决于碳酸平衡。取决于碳酸平衡。根据沉淀溶解平衡，有根据沉淀溶解平衡，有CaCO3(s) = Ca2+ + CO32- Ksp = Ca2+CO32- Ca2+ = Ks

24、p/CO32- = Ksp/ cT CO32- CO32- = CO32-/ cTcT =H2CO3 * +HCO3- +CO32-；第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应对于对于Me2+离子，有离子，有 Me2+= Ksp/ cT CO32由于由于CO32是是pH的函数，上式说明的函数，上式说明CaCO3或或MeCO3的溶解的溶解与与pH有关。有关。 如在如在pH = 7，cT = 3 10-3 mol/L下下 CO32 = 3.82 10-4 Ca2+= Ksp/cT2 = 2.9 10-9/(3 10-3 3.82 10-4) = 2.5 10-3 (mol/L) -

25、 lgCa2+= 2.60第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶解反应再如在这一条件下，再如在这一条件下，PbCO3的溶解度为：的溶解度为： Pb2+= Ksp/cT2 = 7.4 10-14/(3 10-3 3.82 10-4) = 6.4 10-8 (mol/L) - lgPb2+= 7.19显然，水溶液的显然，水溶液的pH范围不同，范围不同， CO32的变化趋势会不同，的变化趋势会不同，即即2价金属离子的变化趋势也不同。图价金属离子的变化趋势也不同。图33为封闭体系中为封闭体系中lgMe2+对对pH的关系曲线。的关系曲线。第一节第一节 水环境中的沉淀溶解反应水环境中的沉淀溶

26、解反应封闭体系中封闭体系中lgMe2+对对pH的关系曲线的关系曲线图基本上是由溶度积方程式和碳酸平衡叠加而成，图基本上是由溶度积方程式和碳酸平衡叠加而成，Me2+和和CO32-的乘积必须是常数的乘积必须是常数。在体系处于在体系处于pHpKa2区域，区域，-lgCO32-线斜率基本为零，所线斜率基本为零，所以以-lgMe2+线的斜率也基本为零；线的斜率也基本为零；在在pHpKa1区域，区域，-lgCO32-线斜率为线斜率为2，-lgMe2+线的斜率也应为线的斜率也应为-2；在在pKa1pH 2.99时，时，Fe(OH)3(s)将陆续析出将陆续析出第第三三节节 水环境中的氧化与还原反应水环境中的氧

27、化与还原反应5、Fe(OH)2(s) Fe(OH)3(s)的边界的边界 Fe(OH)3(s) + 3 H+ = Fe3+ + 3H2O K = 9.1 103Fe(OH)2(s) + 2 H+ = Fe2+ + 2H2O K K = Fe2+/ H+2 =Fe2+OH-2/ H+2OH-2 = Ksp/Kw2 = 8.0 10-16/1.0 10-28 = 8.0 1012第第三三节节 水环境中的氧化与还原反应水环境中的氧化与还原反应Ksp为为Fe(OH)2(s)的溶度积。的溶度积。 pe =13.05lgFe2+/ Fe3+ = 13.05lg KH+2 /KH+ 3 = 13.05 lg

28、8.0 1012H+2 /9.1 103H+ 3 = 13.05 8.94 pH = 4.1 pH这是一条斜率为这是一条斜率为 1的斜线，斜线上方为的斜线，斜线上方为Fe(OH)3(s)稳定区，下方为稳定区，下方为Fe(OH)2(s) 稳定区稳定区。第第三三节节 水环境中的氧化与还原反应水环境中的氧化与还原反应-2-6-10 214106182641081214Fe3+Fe2+O2Fe(OH)3Fe(OH)2H2水体中铁各形态水体中铁各形态 PE-PH 图图pHpe-14（二）无机物的（二）无机物的pe pH图图 天然水体中具有氧化还原性质的无机组分很多，除了无机天然水体中具有氧化还原性质的无

29、机组分很多，除了无机氮、无机硫以外，对环境质量影响很大的有无机砷体系。砷氮、无机硫以外，对环境质量影响很大的有无机砷体系。砷最广泛的形式可能是最广泛的形式可能是H3AsO3、H2AsO3-、H3AsO4、H2AsO4-、HAsO42-。对大部分天然水来说，砷最重要的存在形式是亚砷。对大部分天然水来说，砷最重要的存在形式是亚砷酸（酸（H3AsO3）。对具有）。对具有弱酸性、中性和弱碱性弱酸性、中性和弱碱性环境中的水来环境中的水来说，砷可能以砷酸离子的形式说，砷可能以砷酸离子的形式（H2AsO4-、HAsO42-）为主；为主；在强酸性条件下在强酸性条件下（pH 3.4），），可能遇到可能遇到AsO

30、+；而在强碱性环；而在强碱性环境中境中（pH 12.5），），砷呈砷呈AsO43-形式。在一定的形式。在一定的pH范围内，水范围内，水中各种砷形态对应的中各种砷形态对应的pe pH图图第第三三节节 水环境中的氧化与还原反应水环境中的氧化与还原反应HAsO42-H3AsO4H2AsO4-H2AsO3HAsO3-AsO32-0.4-0.6-0.80. 20.60.40.80-0.20.01.01.22641081214pH-1.00.059pe水体中砷各形态水体中砷各形态 PE-PH 图图H2O2五、氧化还原作用对水中污染物转化的影响五、氧化还原作用对水中污染物转化的影响从一定意义上讲，污染物在水

31、中的迁移与其在这一环境从一定意义上讲，污染物在水中的迁移与其在这一环境中的形态转化有关。如无机氮在生态系统中的迁移，主中的形态转化有关。如无机氮在生态系统中的迁移，主要取决于氮的化合物在水体和土体中的转化，这些转化要取决于氮的化合物在水体和土体中的转化，这些转化与许多氧化还原反应有关。与许多氧化还原反应有关。第第三三节节 水环境中的氧化与还原反应水环境中的氧化与还原反应101214 0.0-0.2-0.4-0.61.21.002864O2H2H2OpHEh(V)0.80.60.40.2NH4+NO2-NO3-水体中氮各形态水体中氮各形态 图图pepHNH3水体中无机态氮的转化水体中无机态氮的转

32、化介绍在一定介绍在一定pH条件下，天然水条件下，天然水pe变化对无机氮各形态浓度变化对无机氮各形态浓度的影响。的影响。假设无机氮总浓度为假设无机氮总浓度为1.00 10-4 mol/L，水体，水体pH = 7.00。1在较低的在较低的pe值时（值时（pe 5），），NH4+是主要形态。是主要形态。在这个在这个pe范围内，范围内，NH4+的浓度对数则可表示为：的浓度对数则可表示为： lgNH4+ = - 4.00 （1）lgNO2- pe的关系可以根据含有的关系可以根据含有NO2-及及NH4+的半反应求得：的半反应求得： 1/6NO2- + 4/3H+ + e =1/6NH4+ + 1/3H2O

33、 pe0 = 15.14 第第三三节节 水环境中的氧化与还原反应水环境中的氧化与还原反应在在pH=7.00时就可以表达为：时就可以表达为： pe = 5.82 + lgNO2-1/6/NH4+1/6 以以NH4+ = 1.00 10-4 mol/L代入，就可得到代入，就可得到lgNO2-与与pe的相的相关方程式：关方程式： lgNO2- = -38.92 + 6pe （2）在在NH4+是主要形态并有是主要形态并有1.00 10-4 mol/L时，时，lgNO3- pe的关系为：的关系为：1/8NO3- + 5/4H+ + e =1/8NH4+ +3/8H2O pe0 = 14.90 pe =

34、6.15 + lgNO3-1/8/NH4+1/8 ( pH = 7.00) lgNO3- = - 53.20 + 8pe （3）第第三三节节 水环境中的氧化与还原反应水环境中的氧化与还原反应 2在一个狭窄的在一个狭窄的pe范围内，约范围内，约pe = 6.5左右，左右，NO2-是主要是主要形态。在这个形态。在这个pe范围内，范围内，NO2-的浓度对数根据方程给出：的浓度对数根据方程给出： lgNO2- = -4.00 （4）用用NO2- = 1.00 10-4 mol/L代入代入pe = 5.82 + lgNO2-1/6/NH4+1/6中，得到中，得到 pe = 5.82 + lg(1.00

35、10-4)1/6/NH4+1/6 lgNH4+ = 30.92 - 6pe （5）在在NO2-占优势的范围内，占优势的范围内，lgNO3-可以从下面的处理中得到：可以从下面的处理中得到： 1/2NO3- + H+ + e = 1/2NO2- + 1/2H2O pe0 = 14.15 pe = 7.15 + lgNO3-1/2/NO2-1/2 （pH = 7.00） 第第三三节节 水环境中的氧化与还原反应水环境中的氧化与还原反应在在NO2- = 1.00 10-4 mol/L时时 lgNO3- = -18.30 + 2pe （6）3当当pe 7，溶液中氮的形态主要为，溶液中氮的形态主要为NO3-，此时：，此时： lgNO3- = -4.00