第四章天然水的二氧化碳平衡系统VIP专享VIP免费

第四章二氧化碳平衡系统第四章二氧化碳平衡系统§4-1天然水的pHpH§4-2天然水中的酸碱平衡§4-3pH调整和和缓冲作用§4-4水中硫化氢和硼酸的电离平衡第四章二氧化碳平衡系统第四章二氧化碳平衡系统一、一、天然水按照天然水按照pHpH值的分类值的分类强酸性pH<5.0弱酸性pH5.0~6.5中性pH6.5~8.0弱碱性pH8.0~10.0强碱性pH>10.0§4-1§4-1天然水的pHpH二、天然水中存在的酸碱物质化合态淡水平均值表层海水的一般含量深层海水的含量范围碳酸硅酸氨磷酸硼酸0.970.220～0.010.0070.0012.1<0.003<0.0005<0.00020.42.3～2.50.03～0.15<0.00050.0017～0.00250.4硫化氢缺氧湖水0.005～0.15海沟0.02深海0.33表4－1天然水中的弱酸弱碱/（mmol/L）三、决定天然水pH的主要因素1，天然水pH的一般范围●大多数为中性到弱碱性，pH6.0～9.0●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pH值一般在8.0～8.42，碳酸的平衡状态是决定因素平衡方程式●●天然水的天然水的pHpH值主要是由溶解的值主要是由溶解的COCO22、、HCOHCO33－－、、COCO3322－－等酸碱物质等酸碱物质的平衡状态而决定的平衡状态而决定::(1)CO2＋H2OHCO3－＋H＋pH＝pKa1’+(2)HCO3－CO32-+H+pH=pKa2’+233COHCOlgcc32HCOCOlgcc§4-2天然水中的酸碱平衡一、天然水中常见的酸和碱1，天然水常见弱酸弱碱一般含量（表4-1）表表4-14-14-122，常见酸碱的电离平衡，常见酸碱的电离平衡H2CO3*1，式（7）与式（8）之间有什么定量关系？2，式（9）与水的离子积常数之间是什么关系？+3a,7+4+3+43w+4wb,8[NH][H][NH][NH][H][OH][NH][OH][NH][NH][OH]KKKK3,log3,logCC-pH-pH图：图：(1)log(1)logCC-pH-pH图的认识图的认识3-14-1**（（22））loglogCC-pH-pH图的绘制图的绘制——以——以NHNH44++为例为例NH4+NH3+H+334444NHNH'HH,NH,NHNHNHaaaaCCKKaC*活度平衡常数浓度平衡常数**采用浓度常数计算采用浓度常数计算33443433334NH'HTNHNHNH'NHHNH'NHNHNH'NHTHNHaaaaCCKCCCCCKCCCCKCKCCC**非离子氨非离子氨含量与含量与pHpH的关系式的关系式33''(1)NHNHTTT''HHH/aaaaKKCCCCCKarK33''(1);NHTHHH''(1)NHTT'H,/,aaaabaaKaKCCarKaKCCCK简化式：据式（1）即可以绘出非离子氨含量随pH的变化图**离子氨离子氨含量与含量与pHpH的简化关系式的简化关系式4444HHH(2)TTT''NHNHHHHHHHH(2);(2)TTT'NHNHHH/////aaabaCarCCCCCKarKararCCCCCarK简化式据式（2）即可以绘出离子氨含量随pH的变化图•离子氨和非离子氨含量随pH的变化图3'(1)NHTHH/aaKCCar3'(1)NHTT'abaKCCCK4HH(2)TTNHHH//aarCCCar4HH(2)T'NH/baarCCK二、碳酸平衡二、碳酸平衡2322HCOCOCOaKa（溶）（溶）＝+32323HCOH,HCOHCOaaaKa+3*23*23HCOHHCOHCOaaKa条件常数二氧化碳的化合平衡碳酸的电离平衡碳酸电离的综合平衡CO2(溶)+H2O=H2CO3H2CO3=H++HCO3-H2CO3*=H++HCO3-3'H1*23[HCO][HCO]aK+23'H23[CO][HCO]aK＝表4-3纯水与海水中碳酸的第一表观电离常数+3*23*23HCOH'HCOHCOCaKC表4-4纯水与海水中碳酸的第二表观电离常数（雷97页）1，碳酸的混合电离平衡常数*23232[HCO][HCO]+[CO](4-1)(4-2)表表44－－33纯水与海水中碳酸的纯水与海水中碳酸的第一表观电离常数第一表观电离常数（（ppKK11＇＇==－－loglogKK11’’））表表44－－44纯水与海水中碳酸的纯水与海水中碳酸的第二表观电离常数第二表观电离常数（（ppKK22＇＇==－－loglogKK22’’））22，碳酸的分布系数，碳酸的分布系数CCTT=[H=[H22COCO33**]+[HCO]+[HCO33--]+[C]+[COO332-2-]]++++2*23H02'''T112HH'-13H12'''T112HH2-''31222'''T112HH[HCO][HCO][CO]aCaKaKKKaCaKaKKKKCaKaKKf0f1f2返回25返31**碳酸的分布系数的推导碳酸的分布系数的推导CCTT=[H=[H22COCO33**]+[HCO]+[HCO33--]+[CO]+[CO332-2-]]]CO[H]CO[][HCO]CO[]CO[...