【正文】 硫 酸 根 在 天 然 水 中 的 含 量 是 居 中 的 陰 離 子 ， 在 一 般 的 淡 水 中 ， 碳酸 氫 根 ＞ 硫 酸 根 ＞ 氯 離 子 ， 在 咸 水 中 也 是 碳 酸 氫 根 ＞ 硫 酸 根 ＞ 氯 離 子 。 另 外 ， 沉 積 巖 中 的 無 水 石 膏 （ CaSO4） 和有 水 石 膏 都 是 天 然 水 中 硫 酸 根 的 主 要 來 源 。 當 硫 化 物 與 含 氧 的 天 然 水 接 觸 時 ，硫 元 素 被 氧 化 成 明 一 。 水 中 碳 酸 根 含 量 也 與 氫 離 子 成 反 比 ， 計 算 表 明 ， 當 水 的pH＜ 8． 3 時 ， 碳 酸 根 的 含 量 也 很 少 了 ， 即 在 中 性 和 酸 性 條 件 下 不 存 在碳 酸 根 。水 中 的 碳 酸 氫 根 、 碳 酸 根 、 二 氧 化 碳 共 同 組 成 了 一 個 碳 酸 化 合 物內(nèi)蒙古岱海電廠一期 2600MW 機組化學(xué)培訓(xùn)教材23的 平 衡 體 系 ， 水 中 的 碳 酸 氫 根 含 量 與 氫 離 子 濃 度 ［ H＋ ］ 成 反 比 ，計 算 表 明 ， 當 水 的 pH＜ 4． 0 時 ， 碳 酸 氫 根 的 含 量 已 很 少 了 ， 即 在 酸性 條 件 下 不 存 在 碳 酸 氫 根 。 Fe 在 地 表 水 中含 量 很 小 ， 因 為 地 下 水 暴 露 大 氣 后 二 價 鐵 離 子 很 快 被 水 中 氧 氧 化 成 三 價 鐵 離 子 ， 進 而 形 成 難 溶 于 水 的 氫 氧 化 鐵 膠 體 沉 淀 出 來 。 在 含 有 機 質(zhì) 的 地 下 水 中 ， 由 于 微 生 物 的 厭 氧 分 解 ， 常 含 有 一 定 量的 H2S 氣 體 ， 可 將 地 層 中 三 氧 化 二 鐵 還 原 ， 并 在 二 氧 化 碳 的 作 用 下 溶 于水 中 。 由 于 在 一 般 天 然 水 中 K 的 含 量 不 高 ， 而 且 化 學(xué) 性 質(zhì) 與 Na 相似 ， 因 此 在 水 質(zhì) 分 析 中 ， 常 以 （ Na＋ K） 之 和 表 示 它 們 的 含 量 ， 并 取其 加 權(quán) 平 均 值 25 作 為 兩 者 的 摩 爾 質(zhì) 量 。 從 而 使 大 部 分 天 然 水 中 Na 含 量 比 K 高 。 由 于 含 鉀 的 礦 物 比 含 鈉 的 礦 物 抗 風 化 能 力 大 ， 所 以Na 容 易 轉(zhuǎn) 移 到 天 然 水 中 ， 而 K 則 不 易 從 硅 酸 鹽 礦 物 中 釋 放 出 來 ， 即使 釋 放 出 來 也 會 迅 速 結(jié) 合 于 粘 土 礦 物 中 ， 特 別 是 伊 利 石 中 。 說 明 天 然 水 中 鈉 離 子 的 主 要 來 源 是 由 于 氯 化 鈉 的 溶 解 。 在 天 然 淡 水 中 鈉 離 子 主 要 來 源 于 鋁 硅 酸 鹽 礦 物 的 溶 解 ， 鈉 離 子 與 氯離 子 之 間 的 摩 爾 關(guān) 系 為 鈉 ＞ 氯 。 鈉 離 子 可 與 碳 酸 根 、 碳 酸 氫 根 、 硫 酸 根 形成 離 子 對 碳 酸 鈉 、 碳 酸 氫 鈉 、 硫 酸 鈉 。當 鈉 的 含 量 低 于 1000mg /L 時 ， 水 中 的 Na 主 要 以 游 離 狀 態(tài) 存內(nèi)蒙古岱海電廠一期 2600MW 機組化學(xué)培訓(xùn)教材22在 水 中 。 Na 在 水 中 的 含量 在 不 同 條 件 下 相 差 非 常 懸 殊 ． 在 咸 水 中 Na 含 量 可 高 達 100000 mg/L 以 上 ， 在 大 多 數(shù) 河 水 中 只 有 幾 毫 克 /L 至 幾 十 毫 克 /L， 在 赤 道帶 的 河 水 中 可 低 至 1 mg /L 左 右 。 在 干 旱 地 區(qū) 巖 鹽 是 天 然 水 中 Na”的重 要 來 源 ， 被 巖 鹽 飽 和 的 水 中 Na 的 含 量 可 達 150mg /L。 這 些 礦物 在 風 化 過 程 中 易 于 分 解 。 、 。 當 水 中 溶 解 固 形 物 的 含 量 高 于1000mg/L 時 ， Ca2+與 Mg2+的 摩 爾 比 降 至 2： 1~1： 1。 在 淡 水 中 Ca 是 主 要 陽 離 子 ， 在 咸 水 中 鈉 是主 要 陽 離 子 、 在 大 多 數(shù) 的 天 然 水 體 中 ， 鎂 的 含 量 一 般 在1～ 40mg/L。 當 水 中 SO4 HCO3 的 含 量 大 于1000mg/L 時 ， Mg2+與 SO4 HCO3形 成 絡(luò) 合 物 。 在 水 溶 液 中 ， 每 一 個 Mg2+周 圍內(nèi)蒙古岱海電廠一期 2600MW 機組化學(xué)培訓(xùn)教材21有 6 個 水 分 子 ， 形 成 一 層 較 厚 的 水 膜 ， 水 化 后 Mg2+表 示 為 Mg（ H2O） 62+。 當 水 遇 到 這 些 礦 物 時 ， 鎂 離 子進 人 水 中 。 （ 2） 鎂 離 子 鎂 離 子 幾 乎 存 在 于 所 有 的 天 然 水 中 ， 是 火 成 巖 鎂礦 物 （ 橄 欖 石 、 輝 石 、 黑 云 母 ） 和 次 生 礦 （ 綠 泥 石 、 蒙 鵬 。 在 干 旱地 區(qū) 的 河 水 中 ， 水 中 Ca2+含 量 較 高 。 在 堿 性 條 件 下 、 OH、 CO PO43也 可 與 Ca2+生 成 離 子 對 CaOH+、 CaCO Ca PO4， 在 一 般天 然 水 體 中 沒 有 這 種 情 況 。 水 中 Ca2+不 僅 能 與 有 機 陰 離 子 形 成 絡(luò) 合 物 ， 而 且 能 與 HCO3生 成 CaHCO3+ 。 在 土 壤 或 巖 層 中 ，由 于 植 物 根 系 的 呼 吸 作 用 或 微 生 物 對 死 亡 植 物 體 的 分 解 作 用 ， 使 你 的 分壓 比 地 面 大 氣 中 隊 的 分 壓 高 10～ 100 倍 ， 所 以 地 下 水 中 Ca2+的 濃度 一 般 比 地 表 水 高 。 （ 1） 鈣 離 子 （ Ca2+） 鈣 離 子 是 大 多 數(shù) 天 然 淡 水 的 主 要 陽 離 子 ，是 火 成 巖 （ 鏈 狀 硅 酸 鹽 一 輝 石 、 鈣 長 石 ） 、 變 質(zhì) 巖 和 沉 積 巖 （ 方 解 石 、內(nèi)蒙古岱海電廠一期 2600MW 機組化學(xué)培訓(xùn)教材20文 石 、 石 膏 等 ） 的 基 本 組 分 。 生 物 生 成 物 主 要 是 一 些 氮 的 化 合 物 ， 磷 的 化 合 物 ， 鐵 的 化 合物 和 硅 的 化 合 物 。 1． 呈 離 子 狀 態(tài) 的 物 質(zhì) 天 然 水 體 中 含 有 的 主 要 離 子 有 氯 離 子 、 硫 酸 根 、 碳 酸 氫 根 、 碳 酸根 、 鈉 離 子 、 鉀 離 子 、 鈣 離 子 、 鎂 離 子 等 八 種 離 子 ， 它 們 幾 乎 占 水 中 溶解 固 體 總 量 95％ 以 上 。 （ 三 ） 溶 解 物 質(zhì) 溶 解 物 質(zhì) 是 指 顆 粒 直 徑 小 于 1nm 的 微 粒 ， 它 們 往 往 以 離 子 、分 子 或 氣 體 的 狀 態(tài) 存 在 于 水 中 ， 成 為 均 勻 的 分 散 體 系 ， 稱 為 真 溶 液 。 因 帶 相 同 電 荷 的 膠 體 顆 粒 互 相 排 斥 ， 不 能 聚 集 ， 所以 膠 體 顆 粒 在 水 中 是 比 較 穩(wěn) 定 的 ， 分 布 也 比 較 均 勻 ， 難 以 用 自 然 沉 降 的方 法 除 去 。 由 于 這 種 顆 粒 比 表 面 積 大 ， 有 明顯 的 表 面 活 性 ， 表 面 上 常 常 帶 有 某 些 正 電 荷 或 負 電 荷 離 子 ， 而 呈 現(xiàn) 出 帶電 性 。 因 此 ， 懸 浮 物 在 水 中 很 不 穩(wěn)定 ， 分 布 也 很 不 均 勻 ， 是 一 種 比 較 容 易 除 去 的 物 質(zhì) 。 按 其 微 粒大 小 和 對 密 度 的 不 同 ， 可 分 為 漂 浮 的 、 懸 浮 的 和 可 沉 降 的 。 但 是 水 中 的 各 種 物 質(zhì) 并 非 全部 為 球 形 ， 各 種 物 質(zhì) 的 尺 寸 界 限 也 不 能 截 然 分 開 ， 特 別 是 懸 浮 物 和 膠 體之 間 的 尺 寸 界 限 ， 常 因 形 狀 和 密 度 的 不 同 而 有 所 變 化 。天 然 水 體 的 水 質(zhì) 就 是 由 所 含 物 質(zhì) 的 數(shù) 量 和 組 成 所 決 定 的 ， 因 為 這些 物 質(zhì) 從 鍋 爐 用 水 的 角 度 上 看 都 是 有 害 的 ， 所 以 稱 這 些 物 質(zhì) 為 雜 質(zhì) 。影 響 天 然 水 體 物 質(zhì) 組 成 的 直 接 因 素 主 要 有 巖 石 、 土 壤 和 生 物 有 機 體 ，這 些 因 素 可 使 水 增 加 或 減 少 某 些 離 子 和 分 子 ， 例 如 ： 流 經(jīng) 石 灰 巖 地 區(qū) 的天 然 水 中 富 含 Ca2+”和 HCO 當 水 透 過 土 壤 時 溶 解 氧 的 含 量 減 少 ，而 CO 的 含 量 增 多 ； 生 物 排 泄 物 和 殘 體 增 加 了 水 中 的 某 些 組 分 含 量 ， 生物 呼 吸 作 用 影 響 著 水 中 氣 體 的 含 量 。 天 然 水 體 的 物 質(zhì) 組 成 不 僅 與 它 的 形 成 環(huán) 境 有 關(guān) ， 也 與 和 水 相 接 觸 的物 質(zhì) 組 成 及 物 理 化 學(xué) 作 用 所 進 行 的 條 件 有 關(guān) 。內(nèi)蒙古岱海電廠一期 2600MW 機組化學(xué)培訓(xùn)教材18天 然 水 中 混 雜 的 物 質(zhì) ， 有 的 呈 固 態(tài) ， 有 的 呈 液 態(tài) 或 氣 態(tài) ， 它 們 大 多以 分 子 態(tài) 、 離 子 態(tài) 或 膠 體 顆 粒 存 在 于 水 中 。 由 于 水 是 一 種 很 強 的 溶 劑 ， 極 易 與 各種 物 質(zhì) 混 雜 ， 所 以 天 然 水 體 是 在 一 定 的 自 然 條 件 下 形 成 的 ， 是 含 有 許 多溶 解 性 的 和 非 溶 解 性 的 物 質(zhì) 、 組 成 成 分 又 非 常 復(fù) 雜 的 一 種 綜 合 體 。天 然 水 體 分 為 海 洋 水 體 和 陸 地 水 體 ， 陸 地 水 體 又 可 分 為 地 表 水 體 和地 下 水 體 。 它 包 括 水 和 水 中 各 種 物 質(zhì) 、 水 生 生 物 及 底 質(zhì) 。（ 9） 水 的 化 學(xué) 性 質(zhì) 水 能 與 金 屬 和 非 金 屬 作 用 放 出 氫 Na+2H2O → NaOH+H2↑ Mg+2H2O→ Mg (OH) 2+ H2↑ 3Fe＋ 4 H2O→ Fe3O4+4 H2↑ C＋ H2O→ C O+ H2↑水 還 能 與 許 多 金 屬 和 非 金 屬 的 氧 化 物 反 應(yīng) ， 生 成 堿 和 酸 。 在 臨 界 溫 度 下 ， 使 氣 體 液 化 的 壓 力 稱 為 臨 界壓 力 。當 水 的 溫 度 升 高 到 一 定 值 ， 其 蒸 汽 壓 力 等 于 外 界 壓 力 時 ， 水 就 開 始沸 騰 ， 這 時 的 溫 度 稱 為 該 壓 力 下 的 沸 點 。 當 水 的 蒸內(nèi)蒙古岱海電廠一期 2600MW 機組化學(xué)培訓(xùn)教材17發(fā) 速 度 與 水 蒸 氣 的 凝 結(jié) 速 度 相 等 時 ， 水 面 上 的 水 分 子 數(shù) 量 不 再 改 變 ， 即達 到 動 態(tài) 平 衡 。 如 將 水 放 在一 個 密 閉 容 器 中 ， 水 面 上 就 有 一 部 分 動 能 較 大 的 水 分 子 能 克 服 其 他 水 分子 的 引 力 ， 逸 出 水 面 進 人 容 器 上 部 空 間 成 為 蒸 汽 ， 這 一 過 程 稱 為 蒸 發(fā) 。 25℃ 純 水 的 電 導(dǎo) 率 是。厘 米 （ Q（ 7） 水 的 電 導(dǎo) 因 為 水 是 一 種 很 弱 的 兩 性 電 解 質(zhì) ， 能 電 離 出 少 量的 H 離 子 和 OH 離 子 ， 所 以 即 使 是 理 想 的 純 水 也 有 一 定 的 導(dǎo) 電 能 力 ，這 種 導(dǎo) 電 能 力 常 用 電 導(dǎo) 率 來 表 示 ；電 導(dǎo) 率 是 電 阻 率 的 倒 數(shù) 。（ 6） 水 的 粘 度 表 示 水 體 運 動 過 程 中 所 發(fā) 生 的 內(nèi) 摩 擦 力 ， 其 大 小與 內(nèi) 能 損 失 有 關(guān) 。 但 靠 近 表 面 的 水 分 子 則受 力 不 平 衡 ， 水 體 內(nèi) 部 對 它 的 引 力 大 ， 外 部 空 氣 對 它 的 引 力 小 ， 從 而 使水 體 表 面 分 子 受 到 一 種 向 內(nèi) 的 拉 力 ， 稱 為 表 面 張 力 。（ 4） 水 的 溶 解 能 力 水 有 很 大 的 介 電 常 數(shù) ， 溶 解 能 力 極 強 ， 是 一種 很 好 的 溶 劑 ， 溶 解 于 水 中 的 物 質(zhì) 可 以 進 行 許 多 化 學(xué) 反 應(yīng) ， 而 且 能 與 許多 金 屬 的 氧 化