水環(huán)境化學復習(陳)

水環(huán)境化學（復習-2011）

成績結構（共3學分）：1.實驗成績占0.5學分2.理論成績占2.5學分筆試(開卷)考試題型（1）填空（2）選擇題（3）名詞解釋（4）簡析題（5）計算開卷考試考場紀律要求可以攜帶任何紙質(zhì)的參考書、筆記、復習資料等；但考場上同學之間不可以交換任何的資料；不可以使用任何通訊設備，不使用任何電子版的復習資料（筆記本、IPAD……），手機關機。實驗內(nèi)容（0.5學分）

1

實驗三

水中高錳酸鹽指數(shù)的測定；

2

實驗四水中氨氮的測定

3

實驗七

自來水中鎂的測定（原子吸收法）

4實驗八或九（氣相色譜法）水環(huán)境化學實驗（楊漢培編寫），河海大學環(huán)境學院化學中心，定價5.60元（可跟上屆同學借一下、教材中心還有30來本、或復?。嶒烆A習要求預先寫好實驗報告（實驗目的、實驗原理、實驗步驟、設計好實驗數(shù)據(jù)的記錄形式等）

要求真實記錄實驗數(shù)據(jù)，可現(xiàn)場更改實驗數(shù)據(jù)，但不允許篡改實驗數(shù)據(jù)。實驗報告格式實驗題目；實驗目的；實驗原理和方法；結果及分析（實驗數(shù)據(jù)記錄、結果處理）；討論雖然實驗室存在危險，但也無須因噎廢食，如果有足夠的安全意識，遵守安全規(guī)則，就是安全的！復習時以PPT為主線，結合教材及其它參考資料復習

天然水中存在物質(zhì)的種類、形態(tài)、來源、分布以及遷移轉化規(guī)律。四、本課程的主體內(nèi)容將溶解、電離、配合、氧化還原、吸附等平衡原理；界面過程、微生物化學過程、光化學過程等應用于研究水環(huán)境化學狀態(tài)的成因及變化。（化學熱力學、化學動力學等化學基本原理）涉及生物學、微生物學、地球化學、環(huán)境科學、生態(tài)學、地質(zhì)學等學科的知識。

1、緒論2、天然水化學；4、天然水中的化學平衡；第四章習題答案已發(fā)至班級郵箱第一章緒論環(huán)境化學的定義、研究內(nèi)容、核心（1）水的分子結構特點；水的基本性質(zhì)及其主要生物效應；水的同位素組成（同位素分餾、千分差等）（2）天然水的組成（八大離子、腐殖質(zhì)等）；電中性守恒原理（3）天然水的分類；（4）典型的風化反應類型；第二章天然水（5）各類天然水的水質(zhì)特點，例如海水的物理化學特征（Marcet—Dittmar恒比定律、鹽度、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習題2-7

mg/Lmmol/LmEq/L第四章天然水中的化學平衡（1）一級反應的微分速率方程、積分速率方程、半衰期；（2）吉布斯自由能變及標準平衡常數(shù)熱力學動力學一級反應的微分速率方程---differentialrateequationoffirstorderreaction）反應：微分式一級反應的積分速率方程不定積分式定積分式--integralrateequationoffirstorderreaction一級反應的半衰期：半衰期是指反應發(fā)生后，達到剩余反應物濃度占起始反應物濃度一半所需的時間。記為t1/2一級反應的半衰期（half－lifetime）方程（1）亨利定律、Clausius-Clapeyron方程（2）碳酸平衡（3）酸度、堿度

氣體溶解平衡、酸堿平衡

在測定一已知體積水樣(Vml)總堿度時，可用一個強酸標準溶液(濃度為Mmol/L)滴定，用甲基橙為指示劑，直到溶液由黃色變成橙紅色（pH約4.3)停止滴定，消耗強酸體積V1（ml)?？倝A度（1）溶度積（2）逐級生成常數(shù)，累積生成常數(shù)

（3）軟硬酸堿規(guī)則沉淀-溶解平衡、配合作用

硬酸傾向于與硬堿結合，軟酸傾向于與軟堿結合，中間酸（堿）則與軟、硬堿（酸）都能結合。軟硬酸堿（HSAB)規(guī)則：

Pearson在酸堿電子理論的基礎上，提出了軟硬酸堿的概念，并根據(jù)大量實驗事實總結出軟硬酸堿規(guī)則，用來判別配合物的穩(wěn)定性。氧化還原（1）什么是氧化還原電位E和pE？二者的關系？（2）天然水的pE（決定電位）？（3）Nernst方程

氧化還原電位數(shù)值越大，表明該體系內(nèi)氧化劑的強度愈大，故又稱之為氧化電位或氧化勢；從pE概念可知，pE越小，電子濃度越高，體系提供電子的傾向就越強（還原環(huán)境）；反之，pE越大，電子濃度越低，體系接受電子的傾向就越強（氧化環(huán)境）。氧化還原電位、pE使用注意事項

E=E0+2.303RTlg(氧化型)

nF

（還原型）

Nernst方程在方程中，物質(zhì)的濃度用mol/L，氣體的分壓用Pa表示。純固體、純液體以及溶劑水不寫在濃度項中。E0:標準氧化還原電位;R:氣體常數(shù);T:絕對溫度(K);F:法拉第常數(shù);n:參加反應的電子數(shù).

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℃)

電子活度和氧化還原電位的關系

E和pE與自由能的關系

P1264-15（氣體溶解平衡）4-20（酸堿度）4-27（沉淀溶解平衡、酸堿平衡）4-37（氧化還原平衡）

作業(yè)

2、如考慮Cd2+與羥基配位體形成配合物的影響，求當pH=9時，Cd(OH)2的溶解度。假定25℃，并不考慮離子強度的影響。在手冊上查得

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-