水中無機物的遷移轉(zhuǎn)化教學(xué)課件

環(huán)境化學(xué)第一章緒論第二章大氣環(huán)境化學(xué)第三章水環(huán)境化學(xué)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(zhuǎn)化第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化第四章土壤環(huán)境化學(xué)第五章生物體內(nèi)污染物質(zhì)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化具有重要意義水體中的有機污染物與溶解氧的反應(yīng)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(zhì)多,如SO42NO3Fe(ll),Mn(Mv)下層:還原性氣霧,還原態(tài)物質(zhì)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(xué)基礎(chǔ)1)電極電位例:金屬Zn與CuSO4的反應(yīng)氧化半反應(yīng):Zn=Zn2+2e還原半反應(yīng):Cu2++2e=Cu總反應(yīng):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(yīng)電極電位(陰極電位,正極電位)Eε還原半反應(yīng)電極電位(陽極電位,負(fù)極電位)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)電極電位測定示意圖有關(guān)電極電位的規(guī)定當(dāng)H的活度為1,P2=1時的H/H2(g)電極稱為標(biāo)準(zhǔn)氫電極標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電位E{H+H2(g)=0將標(biāo)準(zhǔn)氫電極作陽極,以給定電極作陰極(如2),構(gòu)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(dāng)給定電極中的相關(guān)物種(如l2,h)的活度均為1時,電極電位稱為標(biāo)準(zhǔn)電極電位,E0{2表示衰61標(biāo)準(zhǔn)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(guān)系△G=-nFE△G○=-nFE式中△G-—自由能的變化;參與反應(yīng)的電子數(shù)F—法拉第常數(shù)(faraday'sconstant);E—電動勢或電極電位;△GO-—標(biāo)準(zhǔn)生成自由能的變化;E—標(biāo)準(zhǔn)電動勢或標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡,ΔG=0,故E=0EE=0.059lgQ0.059lgk半反應(yīng)的能斯特(Nernst)公式2H2(g)H0eu0.16Cu+++H2(g)Cu*+hEQ=0.16E=0.16-R