水环境化学复习(陈)

水环境化学（复习-2011）

成绩结构（共3学分）：1.实验成绩占0.5学分2.理论成绩占2.5学分笔试(开卷)考试题型（1）填空（2）选择题（3）名词解释（4）简析题（5）计算开卷考试考场纪律要求可以携带任何纸质的参考书、笔记、复习资料等；但考场上同学之间不可以交换任何的资料；不可以使用任何通讯设备，不使用任何电子版的复习资料（笔记本、IPAD……），手机关机。实验内容（0.5学分）

1

实验三

水中高锰酸盐指数的测定；

2

实验四水中氨氮的测定

3

实验七

自来水中镁的测定（原子吸收法）

4实验八或九（气相色谱法）水环境化学实验（杨汉培编写），河海大学环境学院化学中心，定价5.60元（可跟上届同学借一下、教材中心还有30来本、或复印）实验预习要求预先写好实验报告（实验目的、实验原理、实验步骤、设计好实验数据的记录形式等）

要求真实记录实验数据，可现场更改实验数据，但不允许篡改实验数据。实验报告格式实验题目；实验目的；实验原理和方法；结果及分析（实验数据记录、结果处理）；讨论虽然实验室存在危险，但也无须因噎废食，如果有足够的安全意识，遵守安全规则，就是安全的！复习时以PPT为主线，结合教材及其它参考资料复习

天然水中存在物质的种类、形态、来源、分布以及迁移转化规律。四、本课程的主体内容将溶解、电离、配合、氧化还原、吸附等平衡原理；界面过程、微生物化学过程、光化学过程等应用于研究水环境化学状态的成因及变化。（化学热力学、化学动力学等化学基本原理）涉及生物学、微生物学、地球化学、环境科学、生态学、地质学等学科的知识。

1、绪论2、天然水化学；4、天然水中的化学平衡；第四章习题答案已发至班级邮箱第一章绪论环境化学的定义、研究内容、核心（1）水的分子结构特点；水的基本性质及其主要生物效应；水的同位素组成（同位素分馏、千分差等）（2）天然水的组成（八大离子、腐殖质等）；电中性守恒原理（3）天然水的分类；（4）典型的风化反应类型；第二章天然水（5）各类天然水的水质特点，例如海水的物理化学特征（Marcet—Dittmar恒比定律、盐度、氯度）；

K+Na+Ca2+Mg2+HCO3-

Cl-SO42-1.3428.539.311.616812.36.910.0341.240.980.482.750.350.070.0341.241.960.962.750.350.14

P41习题2-7

mg/Lmmol/LmEq/L第四章天然水中的化学平衡（1）一级反应的微分速率方程、积分速率方程、半衰期；（2）吉布斯自由能变及标准平衡常数热力学动力学一级反应的微分速率方程---differentialrateequationoffirstorderreaction）反应：微分式一级反应的积分速率方程不定积分式定积分式--integralrateequationoffirstorderreaction一级反应的半衰期：半衰期是指反应发生后，达到剩余反应物浓度占起始反应物浓度一半所需的时间。记为t1/2一级反应的半衰期（half－lifetime）方程（1）亨利定律、Clausius-Clapeyron方程（2）碳酸平衡（3）酸度、碱度

气体溶解平衡、酸碱平衡

在测定一已知体积水样(Vml)总碱度时，可用一个强酸标准溶液(浓度为Mmol/L)滴定，用甲基橙为指示剂，直到溶液由黄色变成橙红色（pH约4.3)停止滴定，消耗强酸体积V1（ml)。总碱度（1）溶度积（2）逐级生成常数，累积生成常数

（3）软硬酸碱规则沉淀-溶解平衡、配合作用

硬酸倾向于与硬碱结合，软酸倾向于与软碱结合，中间酸（碱）则与软、硬碱（酸）都能结合。软硬酸碱（HSAB)规则：

Pearson在酸碱电子理论的基础上，提出了软硬酸碱的概念，并根据大量实验事实总结出软硬酸碱规则，用来判别配合物的稳定性。氧化还原（1）什么是氧化还原电位E和pE？二者的关系？（2）天然水的pE（决定电位）？（3）Nernst方程

氧化还原电位数值越大，表明该体系内氧化剂的强度愈大，故又称之为氧化电位或氧化势；从pE概念可知，pE越小，电子浓度越高，体系提供电子的倾向就越强（还原环境）；反之，pE越大，电子浓度越低，体系接受电子的倾向就越强（氧化环境）。氧化还原电位、pE使用注意事项

E=E0+2.303RTlg(氧化型)

nF

（还原型）

Nernst方程在方程中，物质的浓度用mol/L，气体的分压用Pa表示。纯固体、纯液体以及溶剂水不写在浓度项中。E0:标准氧化还原电位;R:气体常数;T:绝对温度(K);F:法拉第常数;n:参加反应的电子数.

pE=pE0+1/nlg[Ox]/[Red]

pE0=E0F/2.303RT=E0/0.059=16.92E0

(25℃)pE=EF/2.303RT=E/0.059=16.92E

(25℃)

电子活度和氧化还原电位的关系

E和pE与自由能的关系

P1264-15（气体溶解平衡）4-20（酸碱度）4-27（沉淀溶解平衡、酸碱平衡）4-37（氧化还原平衡）

作业

2、如考虑Cd2+与羟基配位体形成配合物的影响，求当pH=9时，Cd(OH)2的溶解度。假定25℃，并不考虑离子强度的影响。在手册上查得

Cd(OH)2(s)Cd2++2OH-

Ksp=10-13.65Cd(OH)2(s)Cd(OH)++OH-

Ks1=10-9.49

Cd(OH)2(s)Cd(OH)20

Ks2=10-9.42Cd(OH)2(s)+OH-

Cd(OH)3-

Ks3=10-12.97Cd(OH)2(s)+2OH-

Cd(OH)42-

Ks4=10-13.97（10分）

Cd2+=Ksp/10-10=10-3.65Cd(OH)+=10-9.49/10-5=10-4.49Cd(OH)20=10-9.42Cd(OH)3-=10-12.97*10-