水化学成分和水化学指标 ppt课件.ppt

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1、水文地球化学主讲：郭清海中国地质大学（武汉）环境学院一门关于地下水的科学水化学成分和水化学指标授课内容水的独特性质水中溶解组分的水解过程（Hydrolysis）大气降水的化学特征地表水的化学特征地下水的化学特征天然水化学成分的综合指标水分子的结构与性质在水分子中，氢、氧原子核呈等腰三角形排列，氧核位于两腰相交的顶角上，而两个氢核则位于等腰三角形的两个底角上，两腰夹角为104°45′。在水分子中氢、氧原子的这种排列，使水分子在结构上正负电荷静电引力中心不重合，从而形成水分子的偶极性质。水分子的结构与性质以上图象为计算机模拟所得的水分子结构图。

2、水的独特性质由于水分子的结构很特殊，使相邻水分子之间可以由氢键联结，这就导致水在物理化学性质方面具有一系列不同于其他液体的独特性质。水具有使盐类离子产生水化作用的能力水具有高的介电效应水具有良好的溶解性能天然水的组成天然水是组成复杂的溶液存在于地壳中的87种稳定的化学元素中，在天然水中就发现了70种以上天然水的化学成分是指离子、络阴离子、复杂络合物无机分子(O2、CO2、H2、CH4、H4SiO4)有机分子微生物（细菌、病毒、真菌寄生虫）（存活时间、吸附、酸性土壤）胶体(10-9-10-7m)离子、络阴离子、复杂络合物单一离子形式：Ca2+

3、、Mg2+、Na+、K+、Cl-、F-络阴离子形式：SO42-、CO32-、HCO3-、NO3-、CrO42-、PO43-复杂络合物：包括有机和无机络合物地下水中常见的常量组分络合物有10种：CaSO40、MgSO40、NaSO4-、KSO4-CaHCO3+、MgHCO3+、NaHCO30CaCO30、MgCO30、NaCO3-天然水的组成Dissolvedsubstancesthatcandonateaprotonarecalledacidsandthosethatcanacceptaprotonarecalledbases.Thekey

4、tounderstandingacid/baseequilibrialiesinthephenomenonofhydrolysis.Hydrolysisisareactionthataccompaniesionhydration.Hydrogenionsarelabileandcantransferfromonewatermoleculetothenextinsolution.Imaginethehydrogenionsassociatedwiththefirstneighborwatermoleculesaroundamonovalent

5、cationinsolution.IonHydrolysisIonHydrolysisWouldthecationtendtorepelandperhapsejectahydrogenionintothebulksolution?Certainlyonewouldthinksoandthetendencywouldbegreaterthehigherthechargeonthecations.Theprocessofhydrogeniondetachmentfromhydrationsheathsandtheirejectionintoth

6、ebulksolutioniscalledhydrolysis.IonHydrolysisCationhydrolysisthusresultsinadecreaseinsolutionpH.Anionhydrolysisoperatesoppositely.Becauseoftheirnegativecharge,anionsnotonlypreservethehydrogenionsofwatermoleculesintheirhydrationsheathsbutattracthydrogenionsfromthebulksoluti

7、on.AnionhydrolysisthusresultsinanincreaseinthesolutionpH.IonHydrolysisMonovalentionsaresoweaklychargedthattheyrarelyhydrolyze.Forexample,NaClisconsideredaneutralsalt,i.e.,producingnoeffectonpHwhenitisaddedtowater.Thisisbecausethefieldstrengths(charge/surfacearearatios)ofNa

8、+andCl−arenotsufficientlyhightoattractorejecthydrogenionstoorfromtheirhydrationsheaths.Io