水環境化學（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。實驗內容（0.5學分）

1

實驗三

水中高錳酸鹽指數的測定；

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）水環境化學實驗（楊漢培編寫），河海大學環境學院化學中心，定價5.60元（可跟上屆同學借一下、教材中心還有30來本、或復印）實驗預習要求預先寫好實驗報告（實驗目的、實驗原理、實驗步驟、設計好實驗數據的記錄形式等）

要求真實記錄實驗數據，可現場更改實驗數據，但不允許篡改實驗數據。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（實驗數據記錄、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

天然水中存在物質的種類、形態、來源、分布以及遷移轉化規律。四、本課程的主體內容將溶解、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境化學狀態的成因及變化。（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、環境科學、生態學、地質學等學科的知識。

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至班級郵箱第一章緒論環境化學的定義、研究內容、核心（1）水的分子結構特點；水的基本性質及其主要生物效應；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)。總堿度（1）溶度積（2）逐級生成常數，累積生成常數

（3）軟硬酸堿規則沉淀-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，并根據大量實驗事實總結出軟硬酸堿規則，用來判別配合物的穩定性。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

氧化還原電位數值越大，表明該體系內氧化劑的強度愈大，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;T:絕對溫度(K);F:法拉第常數;n:參加反應的電子數.

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

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-