《水的化学氧化还原》PPT课件

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1、第七章化学氧化还原第一节概述第二节化学氧化法第三节化学还原法第四节电解一简单无机物的化学氧化还原过程实质是电子转移。失去电子的元素被氧化，是还原剂；得到电子的元素被还原，是氧化剂。标准电极电位值愈大，物质的氧化性愈强，值愈小，其还原性愈强。第一节概述二有机物的氧化还原过程许多反应并不发生电子的直接转移，只是原子周围的电子云密度发生变化。目前还没有建立电子云密度变化与氧化还原反应的方向和程度之间的定量关系。因此，在实际上，凡是加氧或脱氢的反应称为氧化，而加氢或脱氧的反应则称为还原，凡是与强氧化剂作用使有机物分解成简单的无机物的反应，可判断为氧化反应。甲烷的降解

2、历程历程如下：三各类有机物的可氧化性经验表明:酚类、醛类、芳胺类和某些有机硫化物(如硫醇、硫醚)等易于氧化；醇类、酸类、酯类、烷基取代的芳烃化合物、硝基取代的芳烃化合物(如硝基苯)、不饱和烃类、碳水化合物等在一定条件(强酸、强碱或催化剂)下可以氧化;饱和烃类、卤代烃类、合成高分子聚合物等难以氧化。第二节化学氧化法采用的氧化剂包括下列几类。①接受电子后还原成负离子的中性分子，如Cl2、O2、O3。②带正电荷的离子，接受电子后还原成负离子，如漂白粉的次氯酸根中的Cl+变为Cl-。③带正电荷的离子，接受电子后还原成带较低正电荷的离子，如MnO4+中的Mn7+变为M

3、n2+，Fe3+变为Fe2+等。一、空气氧化把空气鼓入废水中，利用空气中的氧气氧化废水中的污染物。空气氧化法具有以下特点：①电对O2/O2-的半反应式中有H+或OH-离子参加，因而氧化还原电位与pH值有关。②在常温常压和中性pH值条件下，分子氧O2为弱氧化剂，反应性很低，故常用来处理易氧化的污染物。③提高温度和氧分压，可以增大电极电位；添加催化剂，可以降低反应活化能，都利于氧化反应的进行。1、地下水除铁、锰在缺氧的地下水中常出现二价铁和锰。通过曝气，可以将它们分别氧化为Fe(OH)3和MnO2沉淀物。除铁的反应式为：考虑水中的碱度作用，总反应式可写为：按此式

4、计算，氧化lmg/LFe2+，仅需O.143mg／LO2。实验表明，上述反应的动力学方程为：研究指出，MnO2对Mn2+的氧化具有催化作用。大致历程为氧化：吸附：氧化:曝气过滤(或称曝气接触氧化)除锰工艺。先将含锰地下水强烈曝气充氧，尽量地散去CO2，提高pH值，再流入天然锰砂或石英砂充填的过滤器，利用接触氧化原理将水中Mn2+氧化成MnO2，产物逐渐附着在滤料表面形成一层能起催化作用的活性滤膜，加速除锰过程。2、工业废水脱硫各种硫的标准电极电位如下：酸性溶液碱性溶液在酸性溶液中，各电对具有较弱的氧化能力；而在碱性溶液中，各电对具有较强的还原能力。所以利用分

5、子氧氧化硫化物,以碱性条件较好。向废水中注入空气和蒸汽(加热)，硫化物按下式转化为无毒的硫代硫酸盐或硫酸盐。二、湿式氧化在较高的温度和压力下，用空气中的氧来氧化废水中溶解和悬浮的有机物和还原性无机物的方法。因氧化过程在液相中进行，故称湿式氧化。目前该法广泛用于各类高浓度废水及污泥处理，尤其是毒性大，难以用生化方法处理的农药废水、染料废水、制药废水、煤气洗涤废水、造纸废水、合成纤维废水及其他有机合成工业废水的处理。三、臭氧氧化室温下为无色气体,具有特殊臭味。密度2.144kg／m3，其特性如下:(1)不稳定性:在常温下易分解成为氧气并放出热量。(2)溶解性:在

6、水中溶解度比纯氧高10倍,比空气高25倍.(3)毒性:高浓度臭氧是有毒气体，有强烈的刺激作用.(4)氧化性:一种强氧化剂，氧化还原电位与pH值有关。(5)腐蚀性:具有强腐蚀性。臭氧的制备理论上1kgO3需0.836kWh,实际电耗15-20kWh.1、氯消毒消毒的目的是杀灭致病微生物，防止水致疾病的危害，但并不是彻底杀灭细菌。氧化剂消毒至少包括两种途径：（1）消毒剂通过细胞壁渗入细胞体，灭活细胞体内酶蛋白；（2）直接氧化细胞质。四、氯氧化氯气是普遍使用的氧化剂,用于水的消毒和废水氧化。需氯量确定试验对含氨的给水和废水进行氯化处理，所需加氯量通常由实验确定：在

7、相同水质的一组水样中，分别投加不同剂量的氯或漂白粉、经一定接触时间(15～30min)后，测定水中的余氯量，得到余氯量与加氯量的关系曲线。余氯量与需氯量的关系通常可把实线分成四个区：在1区内,氯先与水中所含的还原性物质反应，余氯量为0。在2区内，投氯量与氨的摩尔比小于1，投加的氯基本上都与氨化合成氯胺，以化合性余氯存在，有一定消毒效果。在3区内,仍然是化合性余氯，但由于加氯量较大,部分氯胺被氧化为N2O或N2，化合性余氯量逐渐减少。当Cl2:NH3＝2时，氯胺量减至最小值(B点)。到4区，Cl2:NH3＞2，氯胺不再增加，余氯以游离性氯存在，实线与虚线平行。

8、2、废水的氯氧化(1)含氰废水处理氧化反应分为两个阶