水中无机物的迁移转化教学课件

环境化学第一章绪论第二章大气环境化学第三章水环境化学第一节天然水的基本特征及污染物的存在形态第二节水中无机污染物的迁移转化第三节水中有机污染物的迁移转化第四章土壤环境化学第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性第六章典型污染物在环境过程中的转归与效用第七章有害废弃物及放射性固体废弃物第二节水中无机污染物的迁移转化、颗粒物与水之间的迁移水中颗粒物的聚集、溶解和沉淀四、氧化-还原五、配合作用四、氧化(Oxidation)-还原(Reduction)氧化一还原平衡对水环境中污染物的迁移转化具有重要意义水体中的有机污染物与溶解氧的反应分层湖泊中的氧化/还原状态的变化上层:氧化性气雾,氧化态物质多,如SO42NO3Fe(ll),Mn(Mv)下层:还原性气雾,还原态物质多,如HS,NHFe(I),Mn(Ⅱ]水处理中氧化剂(Cl2CO2,MnO4,H2O2O3等)生化处理中的微生物氧化还原1.氧化还原化学基础1)电极电位例:金属Zn与CuSO4的反应氧化半反应:Zn=Zn2+2e还原半反应:Cu2++2e=Cu总反应:Zn+Cu2+=Zn2+CuceSOZEcell=Ec-Ea图6-1电极电位示意图(1)式中,Ee:原电池电动势Ea:氧化半反应电极电位(阴极电位,正极电位)Eε还原半反应电极电位(阳极电位,负极电位)标准电极电位例:①2H+2e=H2(g)②2+2e=2盐桥H2③=②-①2+H2(g)=2+2H原电池电动势I2+2e-2IH2(g)→*2H+2eEcell=E2/]-EH*+H2(g)图63标准电极电位测定示意图有关电极电位的规定当H的活度为1,P2=1时的H/H2(g)电极称为标准氢电极标准氢电极的电极电位E{H+H2(g)=0将标准氢电极作阳极,以给定电极作阴极(如2),构成原电池时,其电动势E。e称为给定电极的电极电位,用E{2/}表示当给定电极中的相关物种(如l2,h)的活度均为1时,电极电位称为标准电极电位,E0{2表示衰61标准电极电位(25℃)反O3(g)+2H++2e==O2(g)+珏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电池的电动式与自由能的关系△G=-nFE△G○=-nFE式中△G-—自由能的变化;参与反应的电子数F—法拉第常数(faraday'sconstant);E—电动势或电极电位;△GO-—标准生成自由能的变化;E—标准电动势或标准电极电位。2)能斯特(Nens公式aa+bb=cc+dD△G=△G+RTInQQC}江DBbFQ能斯特公式E=EAyT=298K时E=Ee0.059起Q当反应达到平衡,ΔG=0,故E=0EE=0.059lgQ0.059lgk半反应的能斯特(Nernst)公式2H2(g)H0eu0.16Cu+++H2(g)Cu*+hEQ=0.16E=0.16-R