ch4水环境中的配合作用解读课件

第四章水环境中的配合作用4-1天然水体中的配合作用一、配合物(络合物)概念*配合物——由中心原子（或离子）M和周围若干个配位体L通过配位键结合而成的化合物。*M——通常是具有空轨道的金属原子或离子*L——通常是具有孤对电子的分子或离子ML路易斯酸碱理论：凡是能接受电子对而成键的物质（分子、原子或离子）——酸凡是能给出电子对而成键的物质（分子、原子或离子）——碱M——路易斯酸L——路易斯碱*配位反应——酸碱反应二、软硬酸碱理论(TheoryofSoftandHardAcidsandBases——HSAB）酸硬酸：软酸：体积小、正电荷多、不易极化、不易失去电子、容易形成离子性较强的键的物质体积大、正电荷少、易极化、易失去电子、容易形成共价性较强的键的物质中间酸碱硬碱：软碱：中间碱电负性大、不易极化、不易失去电子、低能量轨道已饱和、容易形成离子性较强的键的物质电负性小、易极化、易失去电子、低能量轨道不饱和、容易形成共价性较强的键的物质*HSAB规则（软硬酸碱理论）：硬亲硬，软亲软4-2配合物在溶液中的稳定性逐级配合过程逐级稳定常数积累稳定常数应用举例4-3羟基对重金属离子的配合作用逐级配合过程水体中Me2+各种型体的总浓度分布系数结论：分布系数与OH-离子浓度有关或分布系数仅是pH值的函数!468101214-10-8-6-4-201.00.80.60.40.20.0比例lg[OH-]pHCd2+-OH-配合离子在不同pH值下的分布Cd(OH)3-Cd2+Cd(OH)42-CdOH+Cd(OH)2应用举例4-4螯合剂NTA的配合作用一、关于NTA1.合成洗涤剂成分三聚磷酸钠Na5P3O10的替代品2.结构3.学名：氨三乙酸/氮川三乙酸Nitilotriaceticacid4.简写H3T：三元酸四种型体：H3T、H2T-、HT2-、T3-多基配位体二、*NTA与金属离子的配合作用以Pb2+为例，设pH=7.0，NTA总浓度为1.00×10-2mol·L-1Ka3=5.25×10-11Kf=5.25×10-11式中，[HT2-]≈1.00×10-2mol·L-1，[H+]=1.00×10-7mol·L-1三、*NTA与金属氢氧化物的作用以Pb2+为例Ksp=1.61×10-20K=12.9K=1/Kw=1014当pH=7.0时三、*NTA与微溶盐的作用以Pb2+为例Ksp=1.48×10-13K=12.9K=1/Ka2=2.13

×1010当天然水中[HCO3-]=1.00×10-3mol·L-1时(通常)小结主反应副反应4-5腐殖质的配合作用一、腐殖质及其分类腐殖质是一类带负电的高分子弱电解质。腐殖质是生物体物质在土壤、水和沉积物中转化而成。分子量300-30000。腐殖酸(humicacid)：可溶于稀碱但不溶于酸的部分；富里酸(fulvicacid)：可溶于酸又可溶于碱的部分；胡敏素(腐黑物，Humin)：不能被酸和碱提取的部分。*分类

二、腐殖质的结构特点和性质*结构特点：含有大量苯环；含有大量羟基、羧基、羰基等活性基团。环境性质金属离子与羧基形成配合物；金属离子在羧基与羟基间形成螯合物；金属离子在羧基与羰基间形成螯合物；环境影响1.影响重金属在环境中的迁移转化；2.影响重金属对水生生物的毒性；3.干扰和破坏人体对无机元素的吸附平衡；4.腐殖质与Cl2、NO3-、SO42-、PO43-、NTA等反应。4-6有机配位体对重金属迁移的影响一、影响颗粒物对重金属的吸附P56/图4-5说明二、影响重金属化合物的溶解度P57数据说明第四章水环境中的配合作用基本要求1.明确配合物的概念，中心离子和配位体的结构特点；2.了解软硬酸碱理论的要点以及配合作用的实质；3.掌握NTA与金属离子、金属氢氧化物、微溶盐反应的有关计算；4.腐殖质和腐殖质分类以及结构特点习题解析P58/2、3、5、6P58/2.当HT2-在pH=7.00和[HCO3-]=1.2510-3mol·L-1的介质中与PbCO3(s)平衡，问作为HT2-形态占NTA的分数。P58/3.Cu(OH)2的溶度积为3.0×10-20，请指出在含有200mg·L-1的EDTA二钠盐及pH=11的介质中，铜的可溶性。P58/5.已知Hg2++2H2O=2H++Hg(OH)2(s)，lgK=-6.3，溶液中存在H+、OH-、Hg2+、Hg(OH)2(s)和ClO4-等形态，忽略Hg(OH)+形态和离子强度效应，求1.0×10-5mol·L-1Hg(ClO4)2溶液在25℃时