巧除家用自来水中的次氯酸气味

1、巧除家用自来水中的次氯酸气味【问题背景】水厂在对城市自来水的净化过程中， 一般是通入氯气对净化 过滤后 的水进行消毒。 氯气易溶于水， 与水结合生成次氯酸和盐 酸CI2 + H20 = HCIO + HCl ，在整个消毒过程中起作用的主 要是次氯酸。 它能将水 中的有机污染物彻底氧化， 并且能穿透细 菌细胞壁，氧化其酶系统酶为 生物催化剂使其失去活性，从 而使细菌的生命活动发生障碍而死亡。同 时，因为长距离送水， 管道中会产生硫铁菌及其他有害物质， 所以水厂通 常也会通过提 高投氯量来防止自来水到达用户前受到二次污染。近年来， 由于水源污染没有得到有效控制， 我国城市自来水 中有较 浓的次氯酸

2、气味已经成为了普遍问题。 因此，城市居民在 家庭用水过程中， 迫切需要除去自来水中次氯酸气味的有效方 法。【实验目的】除去城市家用自来水中的次氯酸气味。【实验思路】 次氯酸是一种强氧化剂，可以与 S02 FeCI2 或 FeS04 等 亚铁盐 及 H2S Na2S2O3 等多种复原剂发生氧化复原反响。化学 反响方程式为：HCI0 + S02 + H20 = H2S04 + HCIHClO + 2FeCl2 + HCl = 2FeCl3 + H2O2HCI0 + H2S = CI2 T + 2H2O + S J4HClO + Na2S2O3 + H2O = Na2SO4 + H2SO4 + 4H

3、Cl但是，这些物质本身具有一定的毒性， 在家用自来水中参加 这些还 原剂去除次氯酸气味，在反响物用量无法精确掌控的情况 下，容易向自来 水中引入新的有毒物质，危害人体健康。笔者发现，虽然自来水中有较强的次氯酸气味， 但是学校食 堂用这 种自来水煮的米饭却没有次氯酸气味。 笔者猜测，米饭中 没有次氯酸气味 的原因是，自来水中的次氯酸与米饭中的淀粉等 有机化合物发生了氧化还 原反响。因此，除去城市家用自来水中的次氯酸气味的可行方法， 应 该是向 其中参加食品类的复原剂。【实验用具及原料】1. 用具 水壶，碗，玻璃杯，汤匙，家用天然气灶。2. 原料 城市家用自来水、大米、白醋、白砂糖。 【实验步骤、

4、现象 及结果分析】 1.方法一：直接煮沸原理：次氯酸受热分解： 2HCIO = 2HCI + O2 T实验过程：将装有次氯酸气味自来水约 1.5 升的水壶放 在天然 气灶上加热，待水沸腾后，继续加热5? 10 分钟。从水壶中取一小杯水来闻，看次氯酸气味是否除去现象：煮沸后的自来水中仍然有较强的次氯酸气味。结果分析：次氯酸在水中分解速度较慢， 短时间加热煮沸无 法使自 来水中较高浓度的次氯酸完全分解。 但是笔者在实验过程 中观察到，当自 来水中次氯酸含量较低、气味较淡时，这种直接 煮沸的方法是可行的。2.方法二：参加大米煮沸原理：大米主要成分为淀粉，分子式为 C6H10O5 n , 水解 到二糖

5、阶 段成为麦芽糖，分子式为 C12H22O1 ，1 完全水解后得到 葡萄糖，分子 式是 C6H12O6 淀粉水解后得到的葡萄糖作为复原 剂可以与强氧化剂次氯 酸发生氧化复原反响，其反响方程式为：C6H12O6 + 12HC1O = 12HC1 + 6H2O + 6CO2T实验过程：取半汤匙大米约 5 克参加到一壶有次氯酸气 味的自 来水约 1.5 升中，将水壶放在天然气灶上加热，待水 沸腾后，继续加 热 5? 10 分钟。从水壶中取一小杯水来闻，看次 氯酸气味是否除去。现象：煮沸后的自来水中次氯酸气味根本没有除去， 而且水 变浑浊， 出现米汤味。结果分析：煮沸之后次氯酸气味根本没有除去， 可能

6、的原因 是米粒 中的淀粉水解成葡萄糖的速率较慢， 加之米粒较少，短时 间内难以产生足 以复原高浓度次氯酸的葡萄糖， 而且煮沸后的水 中会出现米汤味。因此， 向自来水中参加少量米粒煮沸的方法不 可行。3. 方法三：参加少量白醋煮沸 原理：白醋主要成分为醋酸， 含量为 5% 左右，醋酸分子式 为 CH3C0QH 醋酸作为复原剂可以与强氧化剂次氯酸发 生氧化还 原反响，其反响方程式为：CH3C00H + 4HC10 = 4HC1 + 2H2O + 2CO2实验过程：取一汤匙白醋约 20 毫升参加到一壶有次氯 酸气味的 自来水约 1.5 升中，将水壶放在天然气灶上加热， 待水沸腾后，继续加热 5? 1

7、0 分钟。从水壶中取一小杯水来闻， 看次氯酸气味是否除去。 现象：煮沸后的自来水中次氯酸气味局部除去。 结果分析：煮沸之后次氯酸气味局部除去， 说明次氯酸可以 被醋酸 复原，但是由于难以掌控参加白醋的量， 煮沸后的水中会 残留有未反响的 次氯酸。因此，向自来水中参加少量白醋煮沸的 方法虽然可以去除次氯酸 气味， 但在实际操作中，白醋用量无法 精确掌控，次氯酸无法全部除去。4. 方法四： 参加少量白砂糖煮沸 原理：白砂糖的主要成分是蔗糖， 蔗 糖是由葡萄糖和果糖通 过异头体羟基缩合而形成的非 ?原性二糖，分子式 为 C12H22021. 蔗糖是一种有机物，可以与强氧化剂次氯酸发生氧化复原 反响，

8、 其反响方程式为：C12H22O11 + 24HC1O = 24HC1 + 11H20 + 12CO2T实验过程：取半汤匙白砂糖约 5 克参加到一壶有次氯酸 气味的 自来水约 1.5 升中，将水壶放在天然气灶上加热，待 水沸腾后，继续 加热 5? 10 分钟。从水壶中取一小杯水来闻，看 次氯酸气味是否除去。现象：煮沸后的自来水中次氯酸气味根本除去， 喝尝时水中 也没有 出现明显甜味。结果分析：煮沸后的自来水中次氯酸气味根本除去， 说明蔗 糖可以 与次氯酸发生氧化复原反响。 并且， 由于在煮沸后自来水 中反响剩余的 白砂糖浓度较低，甜味不明显。因此，向自来水中 参加少量白砂糖煮沸的 方法可行。比照分析】 蔗糖水解产生的葡萄糖是复原性多羟基醛，其反响方程式 为：C12H22O11 + H2O = C6H12O6 + C6H12O6蔗糖 葡萄糖 果糖与醋酸相比， 蔗糖水解产物葡萄糖的复原性更强， 与次氯酸 反响速 度更快；与淀粉相比，