水環(huán)境化學(xué)（復(fù)習(xí)-2011）

成績結(jié)構(gòu)（共3學(xué)分）：1.實驗成績占0.5學(xué)分2.理論成績占2.5學(xué)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(jì)律要求可以攜帶任何紙質(zhì)的參考書、筆記、復(fù)習(xí)資料等；但考場上同學(xué)之間不可以交換任何的資料；不可以使用任何通訊設(shè)備，不使用任何電子版的復(fù)習(xí)資料（筆記本、IPAD……），手機(jī)關(guān)機(jī)。實驗內(nèi)容（0.5學(xué)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(xué)實驗（楊漢培編寫），河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院化學(xué)中心，定價5.60元（可跟上屆同學(xué)借一下、教材中心還有30來本、或復(fù)印）實驗預(yù)習(xí)要求預(yù)先寫好實驗報告（實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗步驟、設(shè)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?zāi)康?；實驗原理和方法；結(jié)果及分析（實驗數(shù)據(jù)記錄、結(jié)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(fù)習(xí)時以PPT為主線，結(jié)合教材及其它參考資料復(fù)習(xí)

天然水中存在物質(zhì)的種類、形態(tài)、來源、分布以及遷移轉(zhuǎn)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(xué)過程、光化學(xué)過程等應(yīng)用于研究水環(huán)境化學(xué)狀態(tài)的成因及變化。（化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)等化學(xué)基本原理）涉及生物學(xué)、微生物學(xué)、地球化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科的知識。

1、緒論2、天然水化學(xué)；4、天然水中的化學(xué)平衡；第四章習(xí)題答案已發(fā)至班級郵箱第一章緒論環(huán)境化學(xué)的定義、研究內(nèi)容、核心（1）水的分子結(jié)構(gòu)特點；水的基本性質(zhì)及其主要生物效應(yīng)；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(fēng)化反應(yīng)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(xué)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(xí)題2-7

mg/Lmmol/LmEq/L第四章天然水中的化學(xué)平衡（1）一級反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)熱力學(xué)動力學(xué)一級反應(yīng)的微分速率方程---differentialrateequationoffirstorderreaction）反應(yīng)：微分式一級反應(yīng)的積分速率方程不定積分式定積分式--integralrateequationoffirstorderreaction一級反應(yīng)的半衰期：半衰期是指反應(yīng)發(fā)生后，達(dá)到剩余反應(yīng)物濃度占起始反應(yīng)物濃度一半所需的時間。記為t1/2一級反應(yīng)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(qiáng)酸標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)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(jié)合，軟酸傾向于與軟堿結(jié)合，中間酸（堿）則與軟、硬堿（酸）都能結(jié)合。軟硬酸堿（HSAB)規(guī)則：

Pearson在酸堿電子理論的基礎(chǔ)上，提出了軟硬酸堿的概念，并根據(jù)大量實驗事實總結(jié)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(guān)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(qiáng)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(qiáng)（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(qiáng)（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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(guān)系

E和pE與自由能的關(guān)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(dāng)pH=9時，Cd(OH)2的溶解度。假定25℃，并不考慮離子強(qiáng)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-