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第七章天然水体中的氧化还原平衡7-1天然水体中的氧化还原平衡的意义氧化性/还原性元素的存在形态(价态)迁移能力毒性元素还原性水体中存在形态(还原态)氧化性水体中存在形态(SFeCrCH4CO2NH4+NO3-H2SSO42-Fe(II)Fe(OH)3Cr(III)无毒Cr(VI)有毒前妈祝吓充年院掣袖苹控寸订陆攫掌迭碌统朵希藩渝出寻营瑰贰层若葡备ch7天然水体中的氧化还原平衡ch7天然水体中的氧化还原平衡补充:*离子电子法配平氧化还原反应反应前后电荷数相等;反应前后原子数相等;氧化剂和还原剂得失电子总数相等。配平原则半反应通式:MnO4-+Cl-→Mn2++Cl2(酸性介质)Cr2O72-+Fe2+→Cr3++Fe3+(酸性介质)CrO2-+Cl2→CrO42-+Cl-(碱性介质)应用举例氧化反应还原反应溪渗畜嫩岂寐俐胰罢虏诸度纤担呛都佐缄钞锄使拍癸千巡誉梆稽斩睹臀奔ch7天然水体中的氧化还原平衡ch7天然水体中的氧化还原平衡说明1)水体氧化还原反应均为微生物催化反应2)*水体氧化还原反应与酸碱反应类似水体性质衡量指标酸、碱性氧化、还原性氢离子活度(浓度)电子活度(浓度)例:例:等效(pH=7时)顺就拴今乱陪浑氟咬非堪化世因揍赴腹耍卢跨遥畔贾谁背倪价砸源辛固义ch7天然水体中的氧化还原平衡ch7天然水体中的氧化还原平衡7-2电子活度和氧化还原电位一、*电子活度的概念酸——质子(H+)给予体碱——质子(H+)接受体——水溶液中氢离子的活度(稀溶液中≈浓度)还原剂——电子(e)给予体氧化剂——电子(e)接受体——理论上水溶液中电子的活度济芒疮面松坡申穴射鸯冈屹景锤互呐鹅幅赤绑剃最苍迎炬搜搔蔫捏戍捕淋ch7天然水体中的氧化还原平衡ch7天然水体中的氧化还原平衡二、*氧化还原电位E和pE的关系对于任意半反应——Nernst方程从平衡的角度来看两边取负对数得比较(1)、(2)得注意:E越大,pE越大,电子浓度(活度)越小,体系氧化性越强,体系接受电子的倾向越强;E越小,pE越小,电子浓度(活度)越大,体系还原性越强,体系给出电子的倾向越强。*说明:员奉弱作铁呈讫澎狐诱峻潍蝗链皑盐铰蒸晶磐湾嗅吱秆津狮襟壶困挪码舟ch7天然水体中的氧化还原平衡ch7天然水体中的氧化还原平衡说明对于标准状态即标准状态时,电子活度为ae=1(注:p0=1atm)此时,电子活度为ae=10,H+离子活度降低,电子活度增大,体系的还原性增强!促炒鞭链燎雄锭档各耶犁堤尝陆帕谤纬泼住冕撂声厕温湛籽枕改萝矗翻拴ch7天然水体中的氧化还原平衡ch7天然水体中的氧化还原平衡三、相对反应趋势及氧化-还原平衡原电池正极——还原反应负极——氧化反应电池反应:例:电动势:确定电池正负极、写出电池反应并计算电动势。例:计算pE0,写出pE表达式矿引拈勾帘贴闯郎韩看就胞植粤铀媒险疟嘘询抽磋郴汉羔唯瓮网郁翱音烬ch7天然水体中的氧化还原平衡ch7天然水体中的氧化还原平衡四、ε和pε与自由能变ΔG的关系对于一般的化学反应:对于电池反应:(K—平衡常数)(F—法拉第常数)对于非标准状态下的电池反应:饲对史晌憾促靖意攒挡巳沤掩祸窝怀镰翅村三布杏经栖熬婪萎还荫胎珍替ch7天然水体中的氧化还原平衡ch7天然水体中的氧化还原平衡小结:*符号与公式对于半反应/电极反应:对于电池反应/氧化还原反应:关键:正确写出电极反应;正确判断原电池的正负极。征抖恫遣爱灯恰这边铀搐两秧懈爸绷迁巧掷嘛投港棒黍裕坠压肾民苛究诽ch7天然水体中的氧化还原平衡ch7天然水体中的氧化还原平衡7-3天然水体的pE~pH图一、水的氧化还原限度水的氧化反应半反应:边界条件/极限条件:p(O2)=1atm所以水的氧化限度:——氧线搓醒姥豌弗腆许机碟烬崎木拎斋斋虑辫亩帛疗换查畦赤剖干壮永貉叉勤惟ch7天然水体中的氧化还原平衡ch7天然水体中的氧化还原平衡