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第八章海水中的氧化 还原反应 8 1概述 一研究意义可以研究变价元素的地球化学行为 研究它们的迁移转化规律 可以进一步探讨对海洋环境的作用 元素对生物毒性与价态有关 研究氧化还原电位 还可以大体估算一些变价元素在海水中可能存在的价态 测定海水氧化还原电位 可以判断环境是否充氧 是否缺氧 可以判断还原性物质 特别是有机物多少 二海水氧化还原电位及pE值 1定义 电子活度的负对数 说明水体中并不存在自由电子 但我们可以用pE值表示电子的丰度和电子转移的难易程度 pE值同pH一样 是讨论水环境的一些重要参数 用pE值代替Eh 讨论问题将比较简单 直观 2pE值关系式 pE值与氧化还原电对的关系 2pE值关系式 pE与Eh的关系式 海水Eh及pE值 海水氧化还原电位 一般认为 在通气良好的情况下 由O2 H2O控制 通常用Pt 饱和甘汞电极测得海水的Eh值 由氧控制的海水Eh及pE值 讨论 PO2和pH对Eh值的影响pH影响PO2对Eh pE的影响Eh 0 75 0 015lgPO2 pE 12 68 0 25lgPO2 4缺氧环境的Eh及pE值 S2 在水体中的存在形式与pH有关 在海水pH条件下 二价硫与H 结合生成HS 还是H2S HS SO42 HS 半电池反应为25 时 E0 0 244V 5海水Eh值应用及存在问题 例一海水中铊 Tl 的存在形式 例二海水中氯的存在形式 例三海水中氮的存在形态 6Breck 1972 的改进 测得Eh B 0 50VpE B 8 5氧的还原反应分为两步 O2 2H 2e H2O2Eh0 0 68VH2O2 2H 2e H2OEh0 1 09V 8 2pE pH图 1水的稳定领域水的稳定领域可通过下述两半反应式描述 2Fe Fe 体系的pE pH图 有关方程 3海洋体系的pE pH图 8 3海洋中氧化 还原的Sill n模型 一Sill n的海水模型升火成岩 挥发性物质 海水 沉积物 空气 0 6kg 1 0kg 1 0dm3 0 6kg 3dm3 存在着与各种沉积物相接触的间隙水 光解离反应 氢损耗到外部空间 光合反应 有机物腐烂和O2的消耗等 Sill n的海水模型升 氧化还原元素主要是 H O C N Fe S Mn I 气体N2 O2 和CO2的大气分压的对数分别为 logPN2 0 120 logPO2 0 692 logPCO2 3 536氧化还原电对为 O2 H2O NO3 N2 MnO2 Mn FeOOH Fe3O4 SO42 FeS N2 NH4 HCO3 C S C S CH4 海水模型升的氧化还原滴定 思考题 pE的定义正常海水的Eh和pE由什么控制 理论值是多少 Eh的影响因素是什
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