水中無機物的遷移轉化教學課件

環(huán)境化學第一章緒論第二章大氣環(huán)境化學第三章水環(huán)境化學第一節(jié)天然水的基本特征及污染物的存在形態(tài)第二節(jié)水中無機污染物的遷移轉化第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉化第四章土壤環(huán)境化學第五章生物體內污染物質的運動過程及毒性第六章典型污染物在環(huán)境過程中的轉歸與效用第七章有害廢棄物及放射性固體廢棄物第二節(jié)水中無機污染物的遷移轉化、顆粒物與水之間的遷移水中顆粒物的聚集、溶解和沉淀四、氧化-還原五、配合作用四、氧化(Oxidation)-還原(Reduction)氧化一還原平衡對水環(huán)境中污染物的遷移轉化具有重要意義水體中的有機污染物與溶解氧的反應分層湖泊中的氧化/還原狀態(tài)的變化上層:氧化性氣霧,氧化態(tài)物質多,如SO42NO3Fe(ll),Mn(Mv)下層:還原性氣霧,還原態(tài)物質多,如HS,NHFe(I),Mn(Ⅱ]水處理中氧化劑(Cl2CO2,MnO4,H2O2O3等)生化處理中的微生物氧化還原1.氧化還原化學基礎1)電極電位例:金屬Zn與CuSO4的反應氧化半反應:Zn=Zn2+2e還原半反應:Cu2++2e=Cu總反應:Zn+Cu2+=Zn2+CuceSOZEcell=Ec-Ea圖6-1電極電位示意圖(1)式中,Ee:原電池電動勢Ea:氧化半反應電極電位(陰極電位,正極電位)Eε還原半反應電極電位(陽極電位,負極電位)標準電極電位例:①2H+2e=H2(g)②2+2e=2鹽橋H2③=②-①2+H2(g)=2+2H原電池電動勢I2+2e-2IH2(g)→*2H+2eEcell=E2/]-EH*+H2(g)圖63標準電極電位測定示意圖有關電極電位的規(guī)定當H的活度為1,P2=1時的H/H2(g)電極稱為標準氫電極標準氫電極的電極電位E{H+H2(g)=0將標準氫電極作陽極,以給定電極作陰極(如2),構成原電池時,其電動勢E。e稱為給定電極的電極電位,用E{2/}表示當給定電極中的相關物種(如l2,h)的活度均為1時,電極電位稱為標準電極電位,E0{2表示衰61標準電極電位(25℃)反O3(g)+2H++2e==O2(g)+玨O+2.35.0te+2.0÷33.8PQ2()+4H+02+2e==PS4()+2h0+1.6828.4Mn4++c←Mn+1.652792HOCI+2H++2e=Ck(aq)+2H20+1,6027.02HOBr+2H++2e=B2(l)+2H201.59269MnO4+8++5e÷Mn2++4H2O+1.51+25.5Aur++3eFAu(s+1.52HOI+2H*+2e,(s)+2H20+1,45+24,5Cl(ag)2CI+1,39+23.5C2(g)+2e==2Cl+23.0CG+14+6--2C+0+1:3+2.5電池的電動式與自由能的關系△G=-nFE△G○=-nFE式中△G-—自由能的變化;參與反應的電子數F—法拉第常數(faraday'sconstant);E—電動勢或電極電位;△GO-—標準生成自由能的變化;E—標準電動勢或標準電極電位。2)能斯特(Nens公式aa+bb=cc+dD△G=△G+RTInQQC}江DBbFQ能斯特公式E=EAyT=298K時E=Ee0.059起Q當反應達到平衡,ΔG=0,故E=0EE=0.059lgQ0.059lgk半反應的能斯特(Nernst)公式2H2(g)H0eu0.16Cu+++H2(g)Cu*+hEQ=0.16E=0.16-R