第二炮兵工程学院配合物的解离平衡配合物的应用第二炮兵工程学院
{ Ceq( Cu2+ ) / C? },{ Ceq( NH3 ) / C? }4
K不 = Ceq(Cu ( NH
3)42+ ) / C?
K不 为配离子的解离平衡常数,又称 不稳定常数,
K稳 = 1 / K不
[ Cu ( NH3)4]2+ Cu2+ + 4 NH3
配离子在溶液中存在着解离平衡 。
一,配合物的解离平衡第二炮兵工程学院例.求在 25℃ 时,1dm3 6.00 mol.dm-3氨水中可溶解
AgCl的量是多少?
解,AgCl与氨水作用的反应式:
AgCl(s) + 2NH3 [Ag (NH3)2]+ (aq) + Cl- (aq)
其平衡常数表达式为:
2
3
eq
eq
23
eq
)}NH(C{
)Cl(C])NH(Ag[CK
)Ag(C)Cl(C)}NH(C{)Ag(C ])NH(Ag[C eqeq2
3
eqeq
23
eq

)A g C l(K)])NH(Ag([K SP23稳查附录表:
723 1012.1)])NH(Ag([K稳
10SP 1077.1)A g C l(K
第二炮兵工程学院设溶解的 AgCl为 x mol,则平衡时各物质的浓度分别为,C(Ag(NH3)2]+) = x mol.dm-3,C(Cl-) = x
mol.dm-3,C([NH3]) = (6.0 - 2x ) mol.dm-3。
将这些数据代入平衡常数表达式:
代入上式:
3107 1098.11077.11012.1K
)()])(([ 23 A g ClKNHAgK SP稳解之得,x = 0.243 mol,所以,25℃ 在 1dm3 6.00
mol.dm-3氨水中可溶 AgCl 0.243mol。
K = x
2
(6.0 - 2x )2 = 1.98 × 10
-3
第二炮兵工程学院四、配位平衡的转化一种配离子在溶液中,有其自身组成的中心体和配位体间的配位 — 解离平衡,也有自身配位体与其他配位体的之间的平衡转化,根据两种配离子的 K
稳 或 K不稳 来判断反应进行的方向:配离子间的转化将向着生成更难解离的配离子的方向移动,即生成 K稳大的或 K不稳 小的配离子方向移动。
如,AgCl+ 2NH3 =[ Ag( NH3) 2] ++ Cl -
第二炮兵工程学院离子定性鉴定改变物质的溶解度改变和控制离子浓度掩蔽有害物质配合催化五,配合物的应用第二炮兵工程学院
4.4水质与水体保护水是人类赖以生存的宝贵资源一、水资源第二炮兵工程学院
★ 地球上总的水体积大约为 14亿 km3,其中只有
2.5%是淡水。
★ 大部分的淡水以永久性冰或雪的形式封存于南极洲和格陵兰岛,或成为埋藏很深的地下水。
★ 能被人类所利用的水资源主要是湖泊、河流、土壤湿气和埋藏相对较浅的地下水盆地。这些水资源中可用的部分仅有 20万 km3―― 不足淡水总量的 1%,仅为地球上水资源总量的 0.01%。
第二炮兵工程学院 水缺乏
※ 目前世界上已有 29个国家或轻或重地遭到缺水的折磨,
到 2025年,缺水国家将达 34个;在今后 50年内,世界将有 10亿至 24亿人面临缺少淡水的威胁。
※ 据估计,世界上每 8秒钟就有一名儿童死于饮用不卫生的水所引起的疾病。
※ 在全国七大流域中,有近 50%的河段受到不同程度的污染,其中 10%的河段污染极为严重,已丧失了水体的使用功能,75%的城市河段已不适宜作为饮用水的水源。
中国水资源的供需现状严重缺水区缺水区供需基本平衡或有余区第二炮兵工程学院二、水污染使水荒更加严重第二炮兵工程学院何谓水污染?
◆ 水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、
生物或者放射性等方面特征的改变,从而影响水的有效利用,危害人体健康或者破坏生态环境,
造成水质恶化的现象称为水污染。
◆ 水的污染有两类:
一类是自然污染;
另一类是人为污染。当
前对水体危害较大的是 人为污染。
第二炮兵工程学院水污染概况
◇ 全世界约有 10亿多人由于饮用水被污染,受到疾病传染的威胁,世界卫生组织的调查表明,全世界每年至少有 1500万人死于水污染引起的疾病。
◇ 据世界卫生组织( WHO) 调查,人类疾病的 80%
与水有关。
◇ 联合国提供的材料表明,如果不能设法提供干净安全的饮用水,到 2025年世界上无法获得安全饮用水的人数将增加到 23亿,而由饮用水不卫生致死的人数将大大超过目前的每年 530万。
第二炮兵工程学院世界各城市每天产生的200万吨人类粪便,只有不到2
0%经过处理,其余都倒入江河中了。全国约有 1/ 3以上的工业废水和 9/ 10以上的生活污水未经处理就排入河湖,资料显示,
近年来全国年排放污水量近600亿吨,其中大部分未经处理直接排入水域。使得全国 90%的城市水环境恶化,加剧了可利用水资源的不足。据对全国532条河流污染状况调查,已有436
条河流受到不同程度的污染,占调查总数的82%,我国七大水系中近一半河段污染严重,86%的城市河段水质普遍超标。全国 7
亿多人饮用大肠杆菌超标的水,1.64亿人饮用有机污染严重的水,
3500万人饮用硝酸盐超标的水。
第二炮兵工程学院天然水中所含物质
◇ 溶解物质:钙、镁、钠、铁等的盐类及其他化合物,溶解的氧及其他有机物。
◇ 胶体物质:硅胶、腐殖酸胶体。
◇ 悬浮物质:粘土、泥沙、细菌等。
第二炮兵工程学院评价水质的指标
water quality assessment
◇浑浊度
◇电导率
◇ pH
◇硬度
◇耗氧量
◇微生物学指标第二炮兵工程学院三、水质净化水的净化第二炮兵工程学院
◇ 澄清与消毒
◇ 软化
◇ 除盐
◇ 高纯水的制备第二炮兵工程学院澄清与消毒
◆ 澄清是除去水中悬浮物体和胶体物质的过程。
◆ 加入混凝剂,以中和水中胶体微粒表面的电荷,
破坏胶体稳定性,使水中细小悬浮物及胶体微粒互相吸附结合成较大的颗粒,凝聚沉淀。
◆ 混凝剂 主要有铝盐和铁盐,铝盐有明矾、硫酸铝、碱式氯化铝等;铁盐有硫酸亚铁、硫酸铁和三氯化铁。
第二炮兵工程学院新型 混凝剂
有机高分子混凝剂聚丙烯酰胺,无机高分子混凝剂聚合氯化铝,广泛用于工业、生活污水处理和污泥脱水。
第二炮兵工程学院
生活饮用水常用液氯或 臭氧 消毒。目前采取液氯消毒较多,氯气注入水中产生次氯酸,次氯酸能够杀死水体中的致病菌,使自来水清洁卫生,适于饮用。
消毒第二炮兵工程学院臭氧 消毒
臭氧是很强的氧化剂,瞬时灭菌性质优于氯。臭氧水的作用比氯快 600~
1000倍,强一倍,而剂量只是氯的万分之一。臭氧水致死细菌的浓度为
0.4 ~ 0.5ppm,时间只需 0.5 ~ 5min; 致死病毒的浓度为 4ppm,远低于臭氧气的杀菌浓度。
第二炮兵工程学院软化 softened water
◆ 降低硬水中钙离子和镁离子含量使硬水变成软水的处理叫做作水的软化。
◆ 软化水能防止锅炉、冷冻机组、空调系统等用水设备的结垢。
◆ 水的软化方法主要有两种
1,石灰软化法
2,离子交换法第二炮兵工程学院除盐除去水中各种阳离子和阴离子杂质所得之纯水称去离子或除盐。
离子交换法 Ion Exchange
电渗析法 electrodialysis
反渗透 Reverse Osmosis
第二炮兵工程学院电渗析法
电渗析法是在外加直流电场的作用下,利用阴、阳离子交换膜对水中离子的选择透过性,使水中阴、
阳离子分别通过阴、阳离子交换膜向阳极和阴极移动,从而达到净化作用。
这项技术常用于将自来水制备初级纯水。
第二炮兵工程学院电渗析法第二炮兵工程学院反渗透法反渗透法(超滤技术)是以压力为驱动力,提高水的压力来克服渗透压,使水穿过功能性的半透膜而除盐净化。反渗透法也能除去胶体物质,对水的利用率可达75%以上;反渗透法产水能力大,操作简便,能有效使水净化到符合国家标准。
第二炮兵工程学院渗透过程示意图半透膜纯溶剂盐溶液渗透压第二炮兵工程学院反渗透,浓 稀渗透,浓 稀渗透与反渗透半透膜第二炮兵工程学院高纯水生产流水线
1
石英砂池
2
活性炭
3
离子交换
4
脱气机
5
阴离子交换
6
阴阳离子混合床
7
活性炭净水器
8
灭菌器
9
灌装机
1
0
封口机
1
1
贴标机高纯水制备第二炮兵工程学院四、污水净化
废水处理过程通常分三级进行。
一级处理是去除水中的漂浮物、悬浮物和其他固体物,调节废水的 pH值,减轻废水的腐化和后续处理工艺的负荷。
采用物理处理法如格筛、网筛、过滤、沉淀、
隔油、上浮和预曝气等方法,这些方法只能完成一级处理的要求,还要进行二级处理。因此,对于二级处理来说,一级处理就是预处理。
第二炮兵工程学院
◆ 二级处理是大幅度地去除水中的悬浮物、
有机污染物和部分金属污染物。
◆ 生物处理是污水二级处理的主体工艺。
◆ 通过二级处理后,废水中的 BOD5可去除 80
%~ 90%,废水基本具备排放标准的要求。
但还有部分微生物不能降解的有机物、氮、
磷、病原体及一些无机盐等尚不能除去。
第二炮兵工程学院三级处理又称深度处理,它是二级处理未能去除的部分污染物进行进一步净化处理,常用的有超滤、活性炭吸附、离子交换、电渗析等。根据三级处理出水的具体去向和用途,其处理流程和组成单元有所不同。如有的可供工业循环使用,有的可供部分城市用水的补给水源。由于三级处理的基建费用和运行费用较为昂贵,因此其发展和推广应用受到一定的限制,目前仅适用于严重缺水的地区。
第二炮兵工程学院第二炮兵工程学院废水处理的技术按其作用和基本原理,可分为物理法、化学处理法、物理化学处理法和生物处理法等四大类。
废水处理方法第二炮兵工程学院方法名称 主要设备 主要处理对象物理处理法沉淀法 沉淀池 悬浮物隔油 隔油池 油类过滤法 滤池、滤筛、超滤器悬浮物、胶状物、
油脂类、染料等浮选法(气浮法)
浮选池(罐)、溶气罐油、悬浮物等离心法 离心机、溶液分离器悬浮物蒸发结晶法 蒸发器和结晶 溶解物几种水处理方法第二炮兵工程学院几种主要废水处理方法方法名称 主要设备 主要处理对象化学处理法中和法 中和池、沉淀池 溶解物混凝沉淀法 混凝池、沉淀池 悬浮物、胶状物等氧化还原法 反应罐、沉淀池等溶解物电解法 电解槽 溶解物第二炮兵工程学院几种主要废水处理方法方法名称 主要设备 主要处理对象物理化学处理法吸附法 吸附柱(罐) 溶解物离子交换法 离子交换柱(罐) 溶解物电渗析法 渗析槽(器) 溶解物反渗透法 渗析器 溶解物萃取法 萃取器、分离器 溶解物第二炮兵工程学院几种主要废水处理方法方法名称 主要设备 主要处理对象生物处理法生物滤池 生物滤池、转盘 有机物、硫、
氰等活性污泥法 曝气池和沉淀池 有机物、硫、
氰等厌气处理法 消化池 有机物氧化塘 氧化塘 有机物等第二炮兵工程学院从上表可以看出,废水处理的方法很多,一种废水可以采用一种或几种方法处理,也可用几种方法组成的处理系统,
才能将废水达到处理的要求。因此,应该根据废水的水质选择合适的处理方法,使既达到处理的要求,又能降低废水处理成本和基建投资。
第二炮兵工程学院工业废水名称处理和利用方法 说明含酚废水溶剂萃取法 适用于大量高浓度含酚废水的回收蒸馏(蒸汽脱酚法) 适用于大量高浓度含酚废水的回收磺化煤吸附法 适用于少量含酚废水的回收化学氧化法 用臭氧等氧化,适用于低浓度含酚废水的进一步处理,但费用较高五、几种主要工业废水的处理和利用方法第二炮兵工程学院工业废水名称处理和利用方法 说明含氰废水解吸 -吸收法 适用于大量高浓度含氰废水的处理,并利用回收的氰化氢制取黄血盐碱性氯化法 在碱性条件下用液氯、
漂白粉、次氯酸钠等使氰分解成氮及二氧化碳电解法 适用于浓度较高的含氰电镀废水生物处理 适用于大量低浓度含有机氯(丙烯腈等)
废水的处理第二炮兵工程学院工业废水名称处理和利用方法 说明含汞废水混凝沉淀法 一般用硫化钠为混凝剂,使生成硫化汞沉淀除去活性炭吸附法 适用于低浓度含汞废水的处理离子交换法 适用于低浓度含汞废水的处理,
但费用较高第二炮兵工程学院工业废水名称处理和利用方法 说明含铬废水硫酸亚铁石灰法 硫酸亚铁将废水中的六价铬还原成三价铬,
再加石灰形成氢化铬沉淀除去电解法 适用于处理电镀废水离子交换法 同电解法第二炮兵工程学院工业废水名称处理和利用方法 说明含镉废水化学沉淀法 利用石灰等化学物质以沉淀废水中的镉,
分离除去吸附法 利用活性炭、
磺化煤等吸附剂处理低浓度含镉废水离子交换法 适用于处理低浓度含镉废水第二炮兵工程学院造纸厂废水处理实例第二炮兵工程学院含铬废水的处理含铬( Ⅵ )废水 铬( Ⅲ )
Cr(OH)3↓
② Ca(OH)2 pH=10
③过滤达标排放
① H2SO4 pH=2
FeSO4
① Cr2O72+ + 6Fe2+ + 4H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
② Cr3+ + 3OH-=2Cr(OH)3 ↓
第二炮兵工程学院知识要点,配位化合物的分级解离; K不稳,K稳的意义及相互关系作业,P169练习题之 1,2,4题课后总结,可溶性配位化合物在内界与外界间、
中心体与配位体间解离的不同情况,配位化合物的分级解离,K不稳,K稳的意义及相互关系;根据 K不稳,K稳来判断配合物间转化关系;配位化合物的应用。
小 结