环境化学原理-1-6[精选].pptVIP

（4）Fe3+- Fe(OH)3(s)的边界 Fe(OH)3(s) + 3H+ Fe3+ + 3H2O K = [Fe3+]/[H+]3 = 9.1?103 假设这时水体中可溶性铁全部以Fe3+存在 则 [H+] = ([Fe3+]/K)1/3 = (1.0?10-5/9.1?103)1/3 = 1.03?10-3 pH = 2.99 这又是一条与pe无关，在pe-pH图上为一条平行于pe轴的直线，当pH 2.99时，Fe(OH)3(s)将陆续析出。 （5）Fe(OH)2(s) - Fe(OH)3(s)的边界 Fe(OH)3(s) + 3H+ Fe3+ + 3H2O K = 9.1?103 Fe(OH)2(s) + 2H+ Fe2+ + 2H2O K’ = 8.0 ?1012 pe =13.05 – lg[Fe2+]/[ Fe3+] = 13.05 – lgK’[H+]2/K[H+]3 = 13.05 – lg (8.0 ?1012[H+]2/9.1?103[H+]3) = 13.05 – 8.94 – pH = 4.1 – pH 这是一条斜率为 –1的斜线，斜线上方为Fe(OH)3(s)稳定区，下方为Fe(OH)2(s) 稳定区。 ℃ 图3-9 水中铁简化的pe-pH图 （可溶性铁总浓度为1.0?10-5 mol/L）（转自王晓蓉编著，1997） 为什么在水体中不存在Fe3+与Fe(OH)2的氧化还原边界？ 图3-8 水中砷化合物的pe~pH图 ① 作业：请根据As(Ⅴ)/As(Ⅲ)电对的标准电位绘制出其在自然水体中pe~pH图 （四）氧化还原作用对水中污染物 转化的影响 1. 天然水中无机铁的转化 在天然水中，无机铁主要以Fe(OH)3(s)或Fe2+形态存在。铁在高pe水中将从低价氧化成高价，而在低pe水中将高价被还原成低价态或与其中硫化氢形成难溶性硫化物。现以无机铁体系为例，讨论不同pe对铁形态浓度的影响。 设Fe3+/Fe2+电对铁的总浓度为1.0?10-3 mol/L Fe3+ + e Fe2+ pe0 = 13.05 pe = 13.05–lg[Fe2+]/[Fe3+] (25℃) 当这一电对pe pe0时，水体处于高度还原状态。 则 [Fe2+][Fe3+] 故此时 [Fe2+] = 1.0?10-3 (mol/L) 即 lg[Fe2+] = -3.0 （1） 而此时对应的lg[Fe3+]可以计算如下： pe = 13.05 – lg[Fe2+]/[Fe3+] = 13.05 – lg(1.0?10-3/[Fe3+]) = 16.05 + lg[Fe3+] 即 lg[Fe3+] = pe –16.05 （2） * 第二节 天然水中的化学平衡 四、氧化还原平衡 水体是氧化还原反应的重要场所和条件： ① 水面、水与底质交界面； ② 水体多种微生物，它们的生物化学反应常与氧化还原反应相联系； ③ 水体还可以为许多的氧化还原反应提供H+ 离子等必需条件； ④ 水体中大量的氧化还原基质。 乔瑞平等. Fenton试剂氧化降解微囊藻毒素-LR. 环境化学, 2007, 26(5): 614-617 潘月鹏. 三江平原毛苔草沼泽和小叶章沼泽化草甸湿地水体中可溶性铁的分布特征. 湿地科学，2007, 5(1): 89-96 由图3可知，一般水体中Fe3+的比例大于Fe2+的比例（如小叶章沼泽化草甸水体Fe2+为1/10，毛苔草沼泽水体为2/5）。 水体中氧化还原的类型、速率和平衡，在很大程度上决定了水中主要溶质所处的环境。 例如：一个湖泊水体 Fe(OH)3沉淀 Fe2+ Fe SO42- H2S S NO3