水分子結構天然水基本特征(編輯修改稿)
2025-06-16 07:06 本頁面
【文章內容簡介】 [OH— ]＝ 電離度為 α= 100%=% ?舉例計算 2： 計算 ／ L的 H2S溶液中的 H+、 OH— 、 S2— 的濃度和溶液的 pH值 。 (已知 H2S的一級電離常數(shù) K1= 107, 二級電離常數(shù) K2= 1015) 解：設由第一步離解產生的 [H+]為 x mol/L， 第二步離解產生 [H+]為y mol/L， 由水離解產生的 [H+]為 z mol/L。 H2S的離解平衡分兩步： H2S+H2O＝ H3O+ + HS— K1 平衡時濃度 (mol/L)： x+y+z xy 由平衡常數(shù)的定義有： = 107 (1) H2S的離解第二步平衡： HS— +H2O＝ H3O++S2— K2 平衡時濃度 (mol/L)： xy x+y+z y 由平衡常數(shù)的定義有： = 1015 (2) 另外 ,根據(jù)水的電離平衡 :Kw=[H3O+][OH]=(x+y+z)z= 1014 (3) xzyxyxSHHSOHK?????? ??))((][]][[231yxzyxyHSSOHK???????? )(][]][[ 232由于 K1K2， HS— 電離程度要比 H2S小的多 ， 水的電離也很小 ， 所以可以近似得出： xy， xy≈x,xz,x+y+z≈x, 所以由 （ 1） 可以得到 x2/()= 107,所以 x=[ H3O+]= 104mol/L,pH= 由 （ 2） 可以得到 xy/x= 1015所以 y=[ S2]= 1015mol/L 由 （ 3） 可以得到 xz= 1014所以 z=[OH]= 1011mol/L （ 5） 酸堿化學理論在水處理中的應用 ?工業(yè)廢水帶有很多酸堿性物質 ， 這些廢水如果直接排放 ， 就會腐蝕管道 ， 損害農作物 、 魚類等水生生物 、 危害人體健康 ， 因此處理至符合排放標準后才能排放 。 酸性廢水主要來自鋼鐵廠 、 電鍍廠 、 化工廠和礦山等 ， 堿性廢水主要來自造紙廠 、 印染廠和化工廠等 ， 在處理過程中除了將廢水中和至中性 pH值外 ， 還同時考慮回收利用或將水中重金屬形成氫氧化物沉淀除去除 。 ?對于酸性廢水 ， 中和的藥劑有石灰 、 苛性鈉 、 碳酸鈉 、 石灰石 、 電石渣 、 鍋爐灰和水軟化站廢渣等 。 例如 ， 德國對含有 1％ 硫酸和 1％ 2％ 硫酸亞鐵的鋼鐵酸洗廢液 ， 先經石灰漿處理到 pH=910， 然后進行曝氣以幫助氫氧化亞鐵氧化成氫氧化鐵沉淀 ， 經過沉降 ， 上層清液再加酸調 pH值至 78， 使水可以重復使用 。 ?對于堿性廢水 ， 可采用酸堿廢水相互中和 、 加酸中和或煙道氣中和的方法處理 ， 因為煙道氣中含有 CO2， SO2， H2S等酸性氣體 ， 故利用煙道氣中和堿性廢水是一種經濟有效的方法 。 例如 ， 印染 ?廢水 (一般堿性 )常采用加酸的方法處理 。 常用的酸有硫酸和鹽酸 ， 其中工業(yè)硫酸價格較低 ， 應用較多 。 ?在用強酸中和堿性廢水時 ， 當水的緩沖強度較小時 ， pH難于控制 ， 英國采用 CO2取代工業(yè)硫酸 ， 取得很好的效果 。 在造紙 、 化工 、 紡織和食品行業(yè)等許多工藝過程中 ， 會產生堿性的廢液 。 英國傳統(tǒng)上用無機酸 (如硫酸和鹽酸 )中和 ， 符合排入河流及下水道的要求 (pH值的允放范圍為 59)， 然而 ， 這類無機酸的酸性強 ， 難以進行嚴密的工藝管理 。 不能保證有效穩(wěn)定運行 。 使用二氧化碳調節(jié)廢水的 pH值 ， 目前尚未被人們廣泛認識 ， 但將會逐漸普及 。 二氧化碳的費用較無機酸更為低廉 ， 還有許多優(yōu)點：安全 、 靈活 、 可靠 、 易操作和便于工藝管理 。 主要包括以下幾方面 。 ?安全 CO2與無機酸相比危險性低 ， 腐蝕性小 。 不需設置隔離墻 、 眼睛
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