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水化学计算题一、 米氏方程直线化处理（p13）1、米氏方程：式中：V：酶促反应速度，即底物消失速度或产物生成速度；S：限制性底物的浓度；Vmax：最大反应速度，即S足够大时的饱和速度；Km：米氏常数（半饱和常数）：S=Km时，V=1/2Vmax米氏方程变换：2、例题在26，日本星杆藻对NO-N的吸收速率如下：NO3-N（umol/L）0.01.02.03.04.0吸收速率（umol/L）0.04.05.76.67.3 以图解法求出该藻类对吸收速率的半饱和常数 Km和最大吸收速率Vmax，并写出Michaelis - Menten方程 在26，牟氏角毛藻藻对NH4+N的吸收速率如下：NH4+N（umol/L）0.01.02.03.04.0吸收速率（umol/L）0.00.561.01.361.67以图解法求出该藻类对吸收速率的半饱和常数 Km和最大吸收速率Vmax，并写出Michaelis - Menten方程二、 UIA或非离子氨含量（p13）1、2、例题已知某天然淡水T=15,pH=7.80,总氨（铵）氮 为1.50mol/L，求水体中的UIA含量已知某海水温度为27，S=25, pH=8.30, 总铵（氨）氮为0.8mol/L，求水体中的UIA含量。不同氯度时的H+Cl /10-30246810121820gH+1.000.8450.7820.770.760.7550.7530.75825在不同离子强度下海水及淡水中的pKaI00.40.50.60.70.8pKa9.259.299.329.339.359.35三、 标准曲线制作（p17）四、 离子总量ST（p22）1、 离子总量是指天然水中各种离子的含量之和ST=i ST=Ci i : 第i种离子质量浓度单位：mg / l 或 g / kgCi : 第i种离子物质的量浓度单位：mmol / l 或 mol / kg2、 例题 溶液中有如下离子，钠离子：23g/l，钙离子：40g/l，镁离子：36g/l。计算其质量浓度和物质的量浓度（单位电荷为基本单位）？ 水体中物质浓度，计算其质量浓度（mg/L） 、物质的量浓度（单位电荷为基本单元）（mmol/L）a钾离子39毫克/升b钙离子40毫克/升c钠离子23毫克/升，碳酸氢根61毫克/升d钠离子23毫克/升，碳酸根离子60毫克/升 溶液中有四种离子：钠离子：23g/l，钙离子：40g/l，镁离子：36g/l和氯离子，请问氯离子质量浓度？五、 盐度与氯度（p24）1、 S = 0.030 + 1.8050Cl大洋海水经验公式为： S = 1.80655 Cl2、 例题已知沉淀海水样品中全部卤族元素所需纯标准银的质量与海水样品质量之比为0.053，计算海水盐度。六、 内插法计算盐度（p25）七、 阿列金分类法（p29）1、 碳酸盐类C、硫酸盐类S、氯化物类Cl钙组Ca、镁组Mg、钠组Na型型型型2、 例题 判断水体类（单位：g/L）：碳酸氢根：61，碳酸根：60，硫酸根：96，氯离子:71碳酸氢根：61，碳酸根：60，硫酸根：192，氯离子:106.5碳酸氢根：61，碳酸根：60，硫酸根：144，氯离子:142 判断水体组（单位：g/L）：钙离子：20，钠离子：23，镁离子：36，钾离子:39钙离子：100，钠离子：46，镁离子：24，钾离子:78钙离子：20，钠离子：46，镁离子：36，钾离子:78 水体型判断（单位：g/L）：碳酸氢根：61，碳酸根：60，硫酸根：96，氯离子:35.5钙离子：20，钠离子：23，镁离子：36，钾离子:39碳酸氢根：61，碳酸根：60，硫酸根：192，氯离子:106.5钙离子：100，钠离子：46，镁离子：36，钾离子:78 已知长江水主要离子含量如下（单位：mg/L)：Ca2+：100.0，Mg2+：48.0， Na+：184.0SO42-：144.0，HCO3-：244.0，Cl-：213.0，CO32-：120.0试用阿列金分类法判断其水型？（注：不考虑各成分间化学反应如沉淀等） 根据以下水质主要离子成分的分析结果：Ca2+：59.4mg/L，Mg2+：99.2mg/L，NH+：0.01mg/LSO42-：190mg/L，HCO3-：0.84mmol/L，Cl-：1146mg/L1/2CO32-：0.13mmol/L，NO3-：0.13mg/L依据阿列金分类法判断以上水体属何类型，并用符号表示之。八、 硬度表示单位（p37）1、 mmol/L，mg/L，德国度HG1mmol/L=2.804 HG =50.05 mg/L （ CaCO3）、型水：总硬度=C1/2Ca2+C1/2Mg2+，暂时硬度 a=CHCO3-+C1/2CO32-，永久硬度b=总-暂型水：总硬度=暂时硬度 a= C1/2Ca2+C1/2Mg2+，永久硬度b=02、 例题鱼池水中含碳酸氢钙200毫克每升，碳酸氢镁120毫克 每升。计算水中总硬度，并以三种单位表示。已知长江水主要离子含量如下（单位：mg/L)Ca2+：100.0，Mg2+：48.0， Na+：184.0SO42-：144.0，HCO3-：244.0，Cl-：213.0，CO32-：120.0计算下列水体总硬度、永久硬度和暂时硬度？（并以三种单位表示）鱼池水中Ca(HCO3)2 162mg/L, Mg(HCO3)2 146mg/L,NaHCO384mg/L,MgCl2 190mg/L NaCl117mg/L。计算水中的总硬度、暂时硬度、永久硬度，并以三种单位表示之。已知水体各离子浓度如下：Ca2+：59.4mg/L，Mg2+：49.2mg/L，NH+：0.01mg/LSO42-：190mg/L，HCO3-：1.72mmol/L，Cl-：142mg/LCO32-：0.00673mmol/L，NO3-：0.13mg/L请据此判断水型，计算离子总量、硬度（三种单位表示）。九、 碱度（ALK）和酸度（p42，p63）：1、 总碱度AT = HCO3- +2 CO32- + H4BO4- +OH-H+海水碱度 HCO3- +2 CO32- + H4BO4- AT淡水 = HCO3- +2 CO32-+ OH-H+pH4.2：甲基橙碱度（AT）= HCO3- +2 CO32-+ OH-H+ （甲基橙）无机酸度=H+-OH- HCO3- -2 CO32-+ pH8.3：酚酞碱度App= CO32-+ OH- H2CO3*-H+ 总酸度=H+- OH-+ H2CO3*- CO32-1mmol/L=2.804 HG =50.05 mg/L （ CaCO3）滴定过程反应：VP: 酚酞指示剂消耗盐酸体积VT: 消耗盐酸总体积 VP=VOH-+VCO32-VT-VP=VHCO3-+VCO32-VCO32-xVOH-0 VP=0：VOH-=0，VCO32-=0，VHCO-=VT只有HCO3- VT=VP： VHCO-=0，VCO32-=0，VOH- =VT只有OH-VT=2VP： VHCO-= VOH-=0，VCO32-=VP只有CO32-VT2VP： VHCO-= VT-2VP ，VOH-=0，VCO32-=VPCO32-与HCO3-共存（VP）VT2VP： VOH-= 2VP-VT， VHCO-=0，VCO32-= VT-VPOH-与HCO3-共存2、 例题取50ml某淡水水样测定其碱度，向该水样中加入酚酞试剂后变红，逐滴加入0.1 mmol/L 稀盐酸，当溶液变为无色时消耗稀盐酸5.0ml，然后加入甲基红亚甲基蓝试剂，继续滴定，溶液由橙黄变为浅紫红色时消耗稀盐酸共计16.0ml。计算水中总碱度、构成碱度各组分及浓度、碱度当加入甲基红亚甲基蓝试剂溶液变为浅紫色消耗稀盐酸共计8.0ml时，总碱度、构成碱度各组分及浓度。取100ml某水样测定其碱度，向该水样中加入酚酞试剂后变红，逐滴加入0. 2 mmol/L稀盐酸，当溶液变为无色时消耗稀盐酸3.0ml，然后加入甲基红亚甲基蓝试剂，继续滴定，溶液由橙黄变为浅紫红色时消耗稀盐酸共计VTml。计算水中总碱度、构成碱度各组分及浓度、碱度。VT=3，VT=5，VT=6，VT=8十、 溶解气体（p50）1、 亨利定律c=KHpc：气体的溶解度（mg/L）p:溶解平衡时某气体在液面上的压力（KPa）KH:亨利常数，温度、含盐量一定时亨利常数为定值。（ml/(LKPa）)道尔顿分压定律pB=pTBpB：分压力，pT：混合气体的总压力，B：气体B的分压系数饱和度：溶解气体实际含量（c）与同温同盐条件下其溶解度(cs)的比值。P=PO2+PN2+PCH4+PW0，氧分压PO=PTB=(P-PW0) BP：各组分气体压强总和，PO2: 氧气分压PN2：氮气分压，PW0：水蒸气分压2、 例题已知20氧气在纯水溶解的亨利常数KH=31.0mlL-1atm-1，试计算压力为161KPa的干燥空气中的氧气在水中的溶解度。（已知干燥空气中氧气的体积分数=20.95 ，一个标准大气压记为1atm=101.325KPa）20时，101.325kPa甲烷水中溶解度23.2mg/L ，如在2.1m深甲烷池底不断释放含甲烷40%（体积分数）的气泡，求20底层水中甲烷含量最大可能达到多少？假定2.1m深处压力为1.2atm。已知25时，101.3kPa纯氧溶解平衡的水中溶氧含量为28.3ml/L，饱和水蒸气压为3072.7Pa，试计算25时大气压强为101.3kPa的饱和湿空气中氧气在水中的溶解度。利用氧气在1atm下饱和含量10.07mg/L ，计算湖面大气压力为85.2kPa，水温15时氧气的溶解度。设湖水为淡水。25时淡水中，氮气溶解达到饱和，求在水表面和水深2m处，水中氧气含量达到多少时，有可能出现气泡病？假定气泡病要求气体分压总和在水中流体静压力120%以上，水面压力为101.3kPa ，25 饱和蒸气压为3.166kPa，氧气溶解度为8.25mg/L 青海湖总含盐量ST=12.5g/L，湖面海拔3195m，试计算20时青海湖水溶氧为8.50mg/L时的饱和度。平均大气压随海拔高度变化表h(km)01234520P(kP101.389.4679.0669.8661.7354.005.47不同温盐下水中氧气溶解度（ml/L）t()盐度051015202530206.356.175.995.815.645.485.32淡水在水温18、通入压力P1=1.0105Pa的湿度饱和的空气达到溶解平衡。把这样的水放到海拔2.7km的高原上去（气压P2=7.2104Pa），水中溶氧的溶解度及饱和度是多少？假定温度不变化，水中气体不逸出。已知18时淡水的溶解氧含量为9.45mg/L，水的饱和蒸气压Pw=2.1kPa。湖泊海拔2195m，总含盐量ST=7.5g/L，试计算20时青海湖水溶氧为8.50mg/L时的饱和度。20淡水饱和蒸汽压为2.34kPa,标准大气压101.33kPa（表见上）十一、溶氧补水2、例题 面积0.40 hm2水深2m的鱼池，池水20时溶氧量为4.00mg/L。用流量60m3/h的水泵补充相同温度被空气饱和的水库水4h。问池水平均每升可补充多少氧气？十二、测水呼吸和泥呼吸（黑白瓶法）（p55）1、 测水呼吸：日呼吸：初-黑，日光合（毛产氧）：白-黑，日净产氧：白-初测泥呼吸：水呼吸（mg/L）：初-黑，泥呼吸（mg/L）：初-水-白泥呼吸日耗氧（mg/d）：泥（mg/L）*体积（L）*24h/时间（h）泥呼吸耗氧率（g/(m2d)）：泥呼吸日耗氧（mg/d）/1000/面积（m2）2、 例题 试计算各水层光合作用速率，日耗氧速率及1.8m深1m2水柱日毛产氧量和日净产氧量（单位:g/m2.d）。（表中单位mg/L）挂瓶深度（cm）02040601001800初始溶氧7.577.578.008.006.403.427.5724h后白瓶溶氧17.5719.5716.0014.004.402.4217.5724h后黑瓶溶氧4.571.574.002.003.401.424.57 用直径8cm的圆柱状采泥器（不透光）采上 5cm厚的底泥，封上底部，从上盖孔中用虹吸法取出上覆水弃去，再缓慢注入经曝气的池水至满，盖严后放入水中10h取出，测定上覆水溶氧为4.5mg/L.刚注入时水溶氧为9.2mg/L。同样经曝气池水注入黑瓶中置于同等位置水中10h后，瓶中水溶氧为6.4mg/L，泥上注入的水量为756ml。试计算底泥耗氧速率。（单位：g/(m2.d)） 用边长80cm正方形采泥器采上10cm厚的底泥，封上底部，从上盖孔中用虹吸法取出上覆水弃去，再缓慢注入经曝气的池水至满，盖严后放入水中10h取出，测定上覆水溶氧为5.5mg/L.刚注入时水溶氧为9.5mg/L。同样经曝气池水注入黑瓶中置于同等位置水中10h后，瓶中水溶氧为7.5mg/L，泥上注入的水量为1000ml。试计算底泥耗氧速率。（单位：g/(m2.d)）十三、PH调整（p70）1、 封闭体系（酸碱中和）：CT,CO2不变=fAT开放体系（地下