水环境化学_第五章 新 天然水的pH和酸碱平衡 - 副本 - 副本.pdf

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1、第五章天然水的pH和酸碱平衡体系李丽养殖生态研究室第一节天然水的pH•一、天然水中常见的弱酸、弱碱•二、天然水的pH及缓冲性第二节二氧化碳系统的组成与平衡•一、溶解二氧化碳的电离平衡•二、开放体系的二氧化碳平衡•三、pH的调整第三节水中硫化氢和硼酸的电离平衡•一、硫化氢的电离平衡•二、海水中硼酸盐的电离平衡第一节天然水的pH•一、天然水中常见的弱酸、弱碱•（一）酸碱的质子理论能给出质子的物质是酸，能结合质子的物质是碱。碱酸HCO=H++HCO-233HCO-=H++CO2-33NH+=NH+H+

2、43酸、碱概念是相对而言，要看在什么环境（介质）中。（二）天然水中常见的酸碱物质•常见能解离出质子及与质子结合的物质有：CO·HO、22CO2-、HCO-、NH+、NH、HPO-、PO3-、HSiO-、334324423HBO-、HBO-等。3344HCO=H++HCO-pK=6.35233a1HCO-=H++CO2-pK=10.3333a1NH+=NH+H+pK=9.2443a......一般天然水中所含酸碱物质主要是碳酸盐的几种存在形态。其他平衡居于次要地位。注意：Fe2+和Fe3+水解可产

3、生酸，他们也是天然水对pH有重要影响的物质。4Fe2++O+10HO=4Fe(OH)+8H+223•HCO=H++HCO-K’=10-6.35233a1•K’a1=[HCO3-]aH+/[H2CO3*]•[HCO-]=[HCO*]323•K’a1=aH+•pH=6.35（三）天然水的酸度•酸度(acidity)reservecapacityofwatertogenerateadditionalhydrogenionsthroughvariousprocesses.水中能与强碱反应（表现为给出质子

4、）的物质的总量，用1L水中能与OH-结合的物质的量来表示。•地表水，由于溶入CO2或由于机械、选矿、化工等行业排放的含酸废水的进入，致使水的pH值降低。含酸废水可腐蚀管道、破坏建筑物。因此酸度是衡量水体变化的一项重要指标。常见构成酸度物质：H+、HCO、HCO-、Fe3+、Fe2+、233Al3+。后3种对构成水酸度贡献少。根据测定时使用指示剂的不同，分为总酸度(用酚酞作指示剂,pH8.3)和无机酸度(又称强酸酸度，用甲基橙作指示剂，pH3.7)。使用氢氧化钠标准溶液滴定，无机酸度由橙红色

5、变为桔红色；总酸度由无色变为浅红色。无机酸度只包含了水中的强酸物质，HCO未参加23反应。总酸度包括强酸物质和HCO的含量。23二、天然水的pH及缓冲性•（一）天然水的pHpHnegativelogarithmofthehydrogenionactivityanditisanindexoftheintensityofhydrogenions.•pH是“intensity”factorandacidity是“capacity”factor.天然水按pH值的不同可以划分为如下五类：强酸性pH<5.

6、0弱酸性pH5.0-6.5弱碱性pH8.0-10.0强碱性pH>10.0中性pH6.5-8.0大多数天然水为中性到弱碱性，pH在6.0-9.0之间。淡水的pH值多在6.5-8.5，部分苏打型湖泊水的pH值可达9.0-9.5，有的可能更高。海水的pH值一般在8.0-8.4。地下水由于溶有较多的CO，pH一般较低，呈弱酸性。某些铁矿2矿坑积水，由于FeS的氧化、水解，水的pH可能成强酸性，有的2pH甚至可低至2-3，这当然是很特殊的情况。pH的分布变化特点：无锡市郊某鱼苗池pH和溶氧的日变化(表层2

7、0cm，底层150cm)（二）天然水酸度的来源•1.CO(CarbonDioxide)2大气中含有0.032%的二氧化碳,雨水在降落的过程中会溶解饱和的二氧化碳。表：标准大气压下，不同温度和盐度二氧化碳的溶解度(mg/L)0ppt30ppt0ppt30ppt0℃1.08600.928911℃0.72110.62161℃1.04360.893112℃0.69680.60112℃1.00330.859213℃0.67360.58173℃0.96520.827014℃0.65150.56314℃0.9

8、2900.796515℃0.63040.54545℃0.89460.767616℃0.61020.52856℃0.86200.740117℃0.59090.51237℃0.83090.713918℃0.57250.49698℃0.80140.689119℃0.55480.48219℃0.77330.665520℃0.53790.467910℃0.74660.643021℃0.52170.4544部分溶解在水中的二氧化碳会形成碳酸，而后电离形成碳酸氢根。K=10-6.3525摄氏度K=10-10.