水化学成分组成.ppt

第一节天然水的化学特征
、大气降水的成分特征
2、海水的成分特征
3、河水的成分特征
4、湖泊与水库水的成分特征
5、地下水的成分特征
第二节元素的水化学特征
、硅、铝、铁、锰
硅、铝,铁,锰在地壳中属于丰度较高的元素,其重量百
分数分别为:Si,%,A,%,Fe,%,Mn,
%,但它们在水中的含量并不高,一般属于中量元素
(-)硅
1、水中元素的来源与水化学作用
SiO2广泛存在于地壳上的各种岩石和矿物里,它们是石英
铝硅酸盐、粘土矿物等。
般环境条件下,石英的溶解进行得十分缓慢。石英在水
中的溶解按下式进行:
Sio:+2H,2O-HiSiOa
据 Morey等人(1962)资料,SO2溶解度,在25℃时为
60mg/L,在84℃时为26mg/L。 Fournier和RoWe(1962)获得方
石英的溶解度,在25℃C时,27mg儿和84C时为94mg/L。
Morey等人获得无定形硅的溶解度为25℃时115mg/L。
白云母
10
方石
高岭土
10
有类
时间(h
图2,3在25°C蒸馏永中,在硅酸盐矿物溶解期间,硅的溶出
据 Bricker,1067)
硅酸盐和铝硅酸盐的不全等溶解均可使水中出现H4SiO4
Mg2SiO4+4C02+4H,0=2Mg++4HCO3-+HSiO.
镁橄梳石
Nae3s ,0(OH )2+1 H++23H,0=LAL, Si:0. (OH)+I Na++
高岭石
Na-蒙脱石
4Si( OH)
CasissAl4, e7Siz
钙=蒙脱石
8si(OH)a
MBA,s,Oa(OH):+1bH+0
伊利石
Al SiO,(OH)+K**++Mg++ESI(OH
KMg, AlSigO10(OH ):+7H++H2O
黑云母
I A1, Si,O,(OH).+K++3Mg++2Si(OH
NaAlSi,OB +H*+oH10=Alg Si, 0.(OH)+Na++2Si(OH )4
钠长石
NaAISigO:+7 H+ THO= 13 -87010(OH)=+
钠长石
Na-蒙脱石
o Na*,Si (OH )
KASO+H+号0一号A别0(OH)4+x“+2(0H)
钾长石
CaAl, Si, Os+2H++H, 0- Al2 Si, O,(OH )4+Ca2
钙长石
从上可知,不论是石英或铝硅酸盐的不全等溶解,水中溶
解的SO2几乎全部以正硅酸H4SiO4形式存在。它在水中解
离方程为:
Sio+2H,o=H Sioa
〔H4SiO4
1[SiO2JCH,0]2
H ++HsSio" K2=LH+CH S10 )=10-
〔H4Sio
H, SiO.=H++H,Si0, -K,-CHS104=10-11,71
由此可知H4SiO4离解程度很低,並可导出
CH3Sio4-)
KiK[H,OJ[SiO,
CH2Sio4)
HSiA
2、Si在水中的存在形态与控制因素
在天然水中(pH=6-9)占优势的是H4SO4。在碱性条件下
(~),由于单链节和多链节硅酸盐的形成,
sioO2的溶解度有所增加。几乎所有天然水环境下,H2SO42是
次要的。
天然水中可溶性SIO2含量一般不超过100mgL。通常为10
30mg/L,平均值为17mgL。
(二)铝
、水中铝的来源与水化学作用
铝在地壳中所占重量百分数为823%,仅次于氧和硅,占
第三位。
铝硅酸盐的不全等溶解的主要产物是高岭石。高岭石在酸性
条件下可溶出A|3+
Al2Si2Os(OH )4+6H++2H SiO4+2A18++H2O
高岭石强烈风化可形成三水铝石(A2O3H2O)
Al2Si2O,(OH )4+5H20=A12033H20+2H,SiO.
A2O3在水中溶解度受
A20
pH值控制。它溶于强酸性1
溶液中,pH=~10时它
几乎不溶,而此时SO2却
有部分溶解(见图24)。所
以,pH=4~5时,A2O3
SO2=1:2,此时有利于
高岭石族矿物形成,当
si
pH=89时,A2O
SO2=1:4,则有利于胶
岭石族矿物形成
:O的溶解度
(据河连斯)
2、铝在水中的存在形态与控制因素
铝在水的存在形式受pH控制,在强酸性水中(pH<),水
中铝的主要形式为A3+,在碱性水中,可形成A