巧除家用自來水中的次氯酸氣味

1、巧除家用自來水中的次氯酸氣味【問題背景】水廠在對城市自來水的凈化過程中， 一般是通入氯氣對凈化 過濾后 的水進(jìn)行消毒。 氯氣易溶于水， 與水結(jié)合生成次氯酸和鹽 酸CI2 + H20 = HCIO + HCl ，在整個消毒過程中起作用的主 要是次氯酸。 它能將水 中的有機(jī)污染物徹底氧化， 并且能穿透細(xì) 菌細(xì)胞壁，氧化其酶系統(tǒng)酶為 生物催化劑使其失去活性，從 而使細(xì)菌的生命活動發(fā)生障礙而死亡。同 時，因為長距離送水， 管道中會產(chǎn)生硫鐵菌及其他有害物質(zhì)， 所以水廠通 常也會通過提 高投氯量來防止自來水到達(dá)用戶前受到二次污染。近年來， 由于水源污染沒有得到有效控制， 我國城市自來水 中有較 濃的次氯酸

2、氣味已經(jīng)成為了普遍問題。 因此，城市居民在 家庭用水過程中， 迫切需要除去自來水中次氯酸氣味的有效方 法?！緦嶒?zāi)康摹砍コ鞘屑矣米詠硭械拇温人釟馕?。【實驗思路?次氯酸是一種強(qiáng)氧化劑，可以與 S02 FeCI2 或 FeS04 等 亞鐵鹽 及 H2S Na2S2O3 等多種復(fù)原劑發(fā)生氧化復(fù)原反響?；瘜W(xué) 反響方程式為：HCI0 + S02 + H20 = H2S04 + HCIHClO + 2FeCl2 + HCl = 2FeCl3 + H2O2HCI0 + H2S = CI2 T + 2H2O + S J4HClO + Na2S2O3 + H2O = Na2SO4 + H2SO4 + 4H

3、Cl但是，這些物質(zhì)本身具有一定的毒性， 在家用自來水中參加 這些還 原劑去除次氯酸氣味，在反響物用量無法精確掌控的情況 下，容易向自來 水中引入新的有毒物質(zhì)，危害人體健康。筆者發(fā)現(xiàn)，雖然自來水中有較強(qiáng)的次氯酸氣味， 但是學(xué)校食 堂用這 種自來水煮的米飯卻沒有次氯酸氣味。 筆者猜測，米飯中 沒有次氯酸氣味 的原因是，自來水中的次氯酸與米飯中的淀粉等 有機(jī)化合物發(fā)生了氧化還 原反響。因此，除去城市家用自來水中的次氯酸氣味的可行方法， 應(yīng) 該是向 其中參加食品類的復(fù)原劑?！緦嶒炗镁呒霸稀?. 用具 水壺，碗，玻璃杯，湯匙，家用天然氣灶。2. 原料 城市家用自來水、大米、白醋、白砂糖。 【實驗步驟、

4、現(xiàn)象 及結(jié)果分析】 1.方法一：直接煮沸原理：次氯酸受熱分解： 2HCIO = 2HCI + O2 T實驗過程：將裝有次氯酸氣味自來水約 1.5 升的水壺放 在天然 氣灶上加熱，待水沸騰后，繼續(xù)加熱5? 10 分鐘。從水壺中取一小杯水來聞，看次氯酸氣味是否除去現(xiàn)象：煮沸后的自來水中仍然有較強(qiáng)的次氯酸氣味。結(jié)果分析：次氯酸在水中分解速度較慢， 短時間加熱煮沸無 法使自 來水中較高濃度的次氯酸完全分解。 但是筆者在實驗過程 中觀察到，當(dāng)自 來水中次氯酸含量較低、氣味較淡時，這種直接 煮沸的方法是可行的。2.方法二：參加大米煮沸原理：大米主要成分為淀粉，分子式為 C6H10O5 n , 水解 到二糖

5、階 段成為麥芽糖，分子式為 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為復(fù)原 劑可以與強(qiáng)氧化劑次氯 酸發(fā)生氧化復(fù)原反響，其反響方程式為：C6H12O6 + 12HC1O = 12HC1 + 6H2O + 6CO2T實驗過程：取半湯匙大米約 5 克參加到一壺有次氯酸氣 味的自 來水約 1.5 升中，將水壺放在天然氣灶上加熱，待水 沸騰后，繼續(xù)加 熱 5? 10 分鐘。從水壺中取一小杯水來聞，看次 氯酸氣味是否除去?，F(xiàn)象：煮沸后的自來水中次氯酸氣味根本沒有除去， 而且水 變渾濁， 出現(xiàn)米湯味。結(jié)果分析：煮沸之后次氯酸氣味根本沒有除去， 可能

6、的原因 是米粒 中的淀粉水解成葡萄糖的速率較慢， 加之米粒較少，短時 間內(nèi)難以產(chǎn)生足 以復(fù)原高濃度次氯酸的葡萄糖， 而且煮沸后的水 中會出現(xiàn)米湯味。因此， 向自來水中參加少量米粒煮沸的方法不 可行。3. 方法三：參加少量白醋煮沸 原理：白醋主要成分為醋酸， 含量為 5% 左右，醋酸分子式 為 CH3C0QH 醋酸作為復(fù)原劑可以與強(qiáng)氧化劑次氯酸發(fā) 生氧化還 原反響，其反響方程式為：CH3C00H + 4HC10 = 4HC1 + 2H2O + 2CO2實驗過程：取一湯匙白醋約 20 毫升參加到一壺有次氯 酸氣味的 自來水約 1.5 升中，將水壺放在天然氣灶上加熱， 待水沸騰后，繼續(xù)加熱 5? 1

7、0 分鐘。從水壺中取一小杯水來聞， 看次氯酸氣味是否除去。 現(xiàn)象：煮沸后的自來水中次氯酸氣味局部除去。 結(jié)果分析：煮沸之后次氯酸氣味局部除去， 說明次氯酸可以 被醋酸 復(fù)原，但是由于難以掌控參加白醋的量， 煮沸后的水中會 殘留有未反響的 次氯酸。因此，向自來水中參加少量白醋煮沸的 方法雖然可以去除次氯酸 氣味， 但在實際操作中，白醋用量無法 精確掌控，次氯酸無法全部除去。4. 方法四： 參加少量白砂糖煮沸 原理：白砂糖的主要成分是蔗糖， 蔗 糖是由葡萄糖和果糖通 過異頭體羥基縮合而形成的非 ?原性二糖，分子式 為 C12H22021. 蔗糖是一種有機(jī)物，可以與強(qiáng)氧化劑次氯酸發(fā)生氧化復(fù)原 反響，

8、 其反響方程式為：C12H22O11 + 24HC1O = 24HC1 + 11H20 + 12CO2T實驗過程：取半湯匙白砂糖約 5 克參加到一壺有次氯酸 氣味的 自來水約 1.5 升中，將水壺放在天然氣灶上加熱，待 水沸騰后，繼續(xù) 加熱 5? 10 分鐘。從水壺中取一小杯水來聞，看 次氯酸氣味是否除去?，F(xiàn)象：煮沸后的自來水中次氯酸氣味根本除去， 喝嘗時水中 也沒有 出現(xiàn)明顯甜味。結(jié)果分析：煮沸后的自來水中次氯酸氣味根本除去， 說明蔗 糖可以 與次氯酸發(fā)生氧化復(fù)原反響。 并且， 由于在煮沸后自來水 中反響剩余的 白砂糖濃度較低，甜味不明顯。因此，向自來水中 參加少量白砂糖煮沸的 方法可行。比照分析】 蔗糖水解產(chǎn)生的葡萄糖是復(fù)原性多羥基醛，其反響方程式 為：C12H22O11 + H2O = C6H12O6 + C6H12O6蔗糖 葡萄糖 果糖與醋酸相比， 蔗糖水解產(chǎn)物葡萄糖的復(fù)原性更強(qiáng)， 與次氯酸 反響速 度更快；與淀粉相比，