《氧化还原》PPT课件

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1、第十三章氧化还原13.1氧化剂13.2高级氧化13.3高锰酸钾及其复合盐的氧化13.4其它氧化方法第十三章氧化还原13.1氧化剂氧化剂是一种能氧化其他物质而本身被还原的物质。非金属单质氧化剂:如F2、O2、Cl2、Br2、I2、N2、S等；金属的阳离子氧化剂:如Fe3+、Ag+、Cu2+等；弱氧化性酸:如盐酸、稀硫酸等；强氧化性酸:如浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3、HClO、KMnO4、K2Cr2O7、KNO3、Na2O2、MnO2等。既可做氧化剂又可做还原剂：例如，Na2O2、H2O2、

2、S、SO2等，但它们以一种性质为主，Na2O2、H2O2、S主要做氧化剂；Fe2+、SO2主要做还原剂。第十三章氧化还原13.2高级氧化13.2.1臭氧氧化法1.臭氧的主要物理化学特性臭氧的相对密度为氧的1.5倍，在水中的溶解度比氧气大10倍，比空气大25倍。臭氧在空气中会慢慢地连续自行分解成氧气，其反应式为（13-1）由于分解时放出大量热量，故当其浓度在25%以上时，很容易爆炸。但一般臭氧化空气中臭氧浓度不超过10%，因此不会发生爆炸。臭氧在水中的分解速度比在空气中快得多,所以臭氧不易储存，需

3、边产边用。第十三章氧化还原第十三章氧化还原2.臭氧的制备生产臭氧的方法大致有：无声放电法、放射法、紫外线法，等离子射流法和电解法等。工业上最常见的是无声放电法。3.臭氧氧化在水处理中的应用1).氧化无机物臭氧能将水中的二价铁、锰氧化成三价铁及高价锰，使溶解性的铁、锰变成固态物质，以便通过沉淀和过滤除去。臭氧消毒系统第十三章氧化还原2).氧化有机物臭氧能够氧化许多有机物，如蛋白质、氨基酸、有机胺、链型不饱和化合物、芳香族、木质素、腐殖质等，目前在水处理中，采用CODCr和BOD5作为测定这些有机物

4、的指标，臭氧在氧化这些有机物的过程中，将生成一系列中间产物，这些中间产物的CODCr和BOD5值有的比原反应物更高。第十三章氧化还原3).消毒臭氧是非常有效的消毒剂。各种常用消毒剂的效果按以下顺序排列：O3>ClO2>HOCl>OCl->NHCl2>NH2Cl臭氧杀菌效果好、速度快，而且对消灭病毒也很有效。臭氧消毒的效果主要决定于接触设备出口处的剩余量和接触时间，其受pH值、水温及水中氨量的影响较小。但也有一定的选择性，如绿霉菌、青霉菌之类对臭氧具有抗药性，需较长时间才能杀死它们。4.臭氧氧化工

5、艺的应用臭氧可以用来对汽车制造厂综合废水（一级处理后的出水）进行深度处理，且处理效果明显；臭氧对印染废水的CODCr值去除率不高，而对色度的去除效果显著，与传统的氯气氧化、吸附、混凝等脱色方法相比，用臭氧脱色有着脱色程度高、无二次污染等优点。第十三章氧化还原13.2.2过氧化氢氧化法1.过氧化氢的主要物理化学特性纯过氧化氢是淡蓝色粘稠液体，熔点-0.43℃，沸点150.2℃。在0℃时液体的密度是1.4649g/min，它的物理性质和水相似，它有较高的介电常数。所以，不论纯过氧化氢或是它的水溶液都

6、是一些盐的离子化溶剂。过氧化氢可以任何比例与水混溶，过氧化氢也溶解在包括醇、醚、酯等有机溶剂中。2.过氧化氢的制备从1945年起，利用有机物的自动氧化过程，使氧气还原成过氧化氢。在工业生产上有两种方法：异丙醇法和蒽醌法。第十三章氧化还原3.过氧化氢在水处理中的应用1).Fenton试剂Fenton试剂是亚铁离子和过氧化氢的组合，该试剂作为强氧化剂的应用已具有一百多年的历史，在精细化工、医药化工、医药卫生、环境污染治理等方面得到广泛的应用。2).过氧化氢单独氧化①产品稳定，储存时每年活性氧的损失低

7、于1%；②安全，没有腐蚀性，能较容易地处理液体;③与水完全混溶，避免了溶解度的限制或排出泵产生气栓；④无二次污染，能满足环保排放要求；⑤氧化选择性高，特别是在适当条件下选择性更高。第十三章氧化还原4.过氧化氢氧化工艺的工业应用1).淀粉厂废水处理2).含氰废水的处理空气氧化处理含硫废水氧化装置第十三章氧化还原13.2.3二氧化氯氧化法1.二氧化氯的主要物理化学性质二氧化氯是一种黄绿色气体，具有与氯相似的刺激性气味，沸点11℃，凝固点-59℃，极不稳定，在空气中浓度为10%时就有可能爆炸。二氧化氯

8、易溶于水，溶解度约为氯的5倍，在室温4kPa分压下溶解度为2.9g/L。第十三章氧化还原对芳烃类有机物，其降解变化可分为三个阶段：1）反应阶段初期，首先出现苯环的羟基化合物，如邻苯二酚、对苯二酚、对苯醌；2）第二阶段出现的产物是苯环结构破坏后的二元酸，开始以顺丁烯二酸为主，浓度较高，随着氧化进程逐渐深入，碳链继续断开，生成小分子的羧酸，如草酸和甲酸，并以草酸为主；3）第三阶段为深度氧化阶段，苯环类有机物→苯环烃基化→开环生成羧酸→二氧化碳。对苯酚、邻氯苯酚、苯胺的二氧化氯催化反应出水进行液相色谱