天然水的定义,碳酸平衡 酸碱的计算

1、,天然水的碳酸平衡原理、水的酸度和碱度概念及计算,制作人：环工0801 宋亮 汇报人：环工0801 邹瑜,1.天然水的相关概念,2.水体的碳酸平衡原理,3.水体的酸度和碱度概念,4.天然水体的缓冲性能,目录,什么是天然水 构成自然界地球表面各种形态的水相的总称。 包括江河、海洋、冰川、湖泊、沼泽等地表水以及土壤、岩石层内的地下水等天然水体。,点击添加标题,溶解性气体,一些主要离子,溶解性有机物 悬浮物 胶体物质,水生生物,天然水,标题,天然水的组成,浅谈天然水组成： 天然水的离子组成： K+, Na+, Ca2+, Mg2+, HCO3-, NO3-, Cl-, SO42- 为天然水中常见的八

2、大离子，占天然水离子总量的95-99%。 溶解性气体： 含量较多的有：氧气,氮气,二氧化碳;含量较少或在特殊状态下出现的有：硫化氢,甲烷,氨气,氦气,浅谈天然水组成： 溶解性有机物 悬浮物 胶体物质： 种类繁多，包括碳水化合物,脂肪,蛋白质,维生素及其他低相对分子质量的有机物等。 水生生物： 水生生物是生活在各类水体中生物的总称，包括浮游生物,着生生物,底栖生物,鱼类和微生物等。按功能划分，一般分为自养生物,异养生物,分解者。,水体的碳酸平衡： 在水体中存在着CO2、H2CO3、 HCO3-、 CO32-等4种物质; 常把CO2和H2CO3 合并为H2CO3*; 实际上H2CO3 的含量极低，

3、主要是溶解性的气体CO2。因此，水中H2CO3*-HCO3- CO32-体系可用下面的反应和平衡常数表示：,2.水体的碳酸平衡原理,根据上述K1及K2的值，就可以制作以pH为主要变量的 H2CO3*-HCO3- CO32-体系的形态分布图：,不考虑二氧化碳与大气的交换过程,考虑二氧化碳与大气的交换过程,点击添加标题,（1）封闭体系 假定水中溶解的H2CO3*是不挥发性酸，由此组成的是封闭碳酸体系。在封闭的平衡体系中，用a0 a1 a2分别表示H2CO3* HCO3 CO32-在总量中所占的比例，可以给出下面三个表达式： a0=H2CO3*/(H2CO3*+CO32-+HCO3); a1=HCO

4、3/(H2CO3*+CO32-+HCO3); a2= CO32-/(H2CO3*+CO32-+HCO3); 若用cT表示三种碳酸形态的总量，把K1K2的表达式代入上式中，就可得到作为酸解离常数和氢离子浓度的函数的形态分数：,过渡页,点击添加标题,承接上述形态分数：,过渡页,点击添加标题,（1）开放水体 开放碳酸体系是指与大气相通的碳酸水溶液体系。该体系考虑了二氧化碳在气相和液相之间的平衡，各种碳酸形态的平衡浓度可用PCO2和pH来表述。,水体的酸度和碱度： 酸度和碱度是水体缓冲能力的测度。天然水体可受纳酸碱性废水的容量受这类参数的制约。,强碱 弱碱 强碱弱酸盐,强酸,弱酸 强酸弱碱盐,碱度 碱

5、度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受H+的物质总量。 组成水中碱度的物质可以归纳为三类： 强碱； 弱碱； 强碱弱酸盐。 总碱度 = HCO3- + 2CO32- + OH- H+ 酚酞碱度 = CO32- + OH- - H2CO3* H+ 苛性碱度 = OH- - HCO3- -2 H2CO3* H+,酸度 总酸度是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放出H+或经水解能产生H+的物质总量。包括强酸、弱酸、强酸弱碱盐等。 总酸度 =H+ + HCO3- + 2H2CO3* OH- CO2酸度 = H+ + H2CO3*- CO32- OH- 无机酸度 = H+ - HCO3- - 2CO32- OH-,天然水体的缓冲性能： 天然水体的pH一般在6-9。天然水溶解的许多物质使得天然水具有一定的缓冲性能，对外来的酸碱类物质的影响有一定的抵御能力，从而使水的pH维持稳定，不发生显著变化。天然水中碳酸和碳酸盐及重碳酸盐是主要的酸碱类物质，他们构成了天然水中主要的缓冲系统。人们通