《天然水的碳酸平衡原理水的酸度和碱度的概念及计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天然水的碳酸平衡原理水的酸度和碱度的概念及计算（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、天然水的碳酸平衡原理 水的酸度和碱度的概念及计算,汇报人：张鑫 PPT制作：孙鸿玮 材料整理：其他小组成员,目录,碳酸平衡 天然水体的酸度 天然水体的碱度 天然水体的缓冲性能,目录,碳酸平衡 天然水体的酸度 天然水体的碱度 天然水体的缓冲性能,碳酸平衡,在水体中存在着CO2、H2CO3、 HCO3-、 CO32-等4种物质; 常把CO2和H2CO3 合并为H2CO3*; 实际上H2CO3 的含量极低，主要是溶解性的气体CO2。,因此，水中体系可用以下的反应和平衡常数表示：,碳酸平衡,根据K1及K2值，就可以制作以pH为主要变量的H2CO3* HCO3- CO32-体系的形态分布图,碳酸平衡,水
2、中CO2、H2CO3、 HCO3-、 CO32-各占多大的比例？,根据是否考虑CO2与大气交换过程： 封闭体系 开放体系,碳酸平衡,封闭体系,假定水中溶解的H2CO3*是不挥发性酸，由此组成的是封闭碳酸体系。,e.g. 海底深处、地下水、锅炉水以及实验室水样。,碳酸平衡,在封闭的平衡体系中，用0、1和2分别表示H2CO3*、HCO3-、CO32-在总量中所占的比例，可以得到下面三个表达式：,碳酸平衡,若用CT表示三种碳酸形态的总量，则有：,若将的K1、K2表达式带入上页三式中，可得作为酸解离常数和氢离子浓度的函数的形态分数：,碳酸平衡,碳酸平衡,同理可得：,若溶液反应在数小时内完成，就可应用封
3、闭体系碳酸形态总量的模式加以计算。,碳酸平衡,开放体系,开放碳酸体系是指与大气相通的碳酸水溶液体系。,据亨利定律：,碳酸平衡,溶液中，碳酸形态的总量为：,碳酸平衡,两种体系的比较,封闭体系中，H2CO3*、HCO3-和 CO32-等随着pH的变化而变化，但碳酸形态的总量CT始终保持不变。 开放体系中， HCO3-、CO32-和CT均随着pH的变化而变化，但H2CO3*总保持与大气相平衡的固定数值。,目录,碳酸平衡 天然水体的酸度 天然水体的碱度 天然水体的缓冲性能,天然水体的酸度,酸度是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，即放出H+或经过水解能产生H+的物质总量。,构成天然水中酸度的物质可以
4、归纳为三类：,1）强酸，如：HCl、HNO3等；,2）弱酸，如：CO2 、H2CO3和各种有机酸类；,3）强酸弱碱盐，如：FeCl3、Al2(SO4)3等。,天然水体的酸度,酸度根据指示剂种类和所需碱量不同分为： 总酸度=H+HCO3-+2H2CO3*-OH- CO2酸度=H+H2CO3*-CO32-OH- 无机酸度=H+-HCO3-2CO32-OH-,目录,碳酸平衡 天然水体的酸度 天然水体的碱度 天然水体的缓冲性能,天然水体的碱度,碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，即能接受H+的物质总量。,构成天然水中碱度的物质可以归纳为三类：,1）强碱，如：NaOH、Ca(OH)2等；,2）弱
5、碱，如：NH3等；,3）强碱弱酸盐，如：Na2CO3、NaHCO3等。,天然水体的碱度,碱度根据指示剂种类和所需酸量不同分为： 总碱度= HCO3- + 2CO32- + OH- - H+ 酚酞碱度=CO32- + OH- - H2CO3* - H+ 苛性碱度= OH- - HCO3- - 2H2CO3* - H+,天然水体的碱度,例题：已知碱度为2.0010-3 mol/L的水，pH为8.0, H2CO3*的解离常数K1=4.4510-7 ，K2=4.6910-11 ，请计算该水体中溶解态的H2CO3*、HCO3- 、CO32- 、OH- 、H+等物质的浓度。,解：当pH=8.0时，OH-=
6、1.0010-6 mol/L H+=1.0010-8 mol/L 总碱度= HCO3- + 2CO32- + OH- - H+ 当pH=8.0时，溶液中CO32-浓度远小于HCO3- 浓度 HCO3-=碱度=2.00 10-3 mol/L,天然水体的碱度,根据：,H2CO3* = HCO3- H+ / K1 = 4.49 10-9 mol/L CO32- = K2 HCO3- / H+ = 9.38 10-6 mol/L,目录,碳酸平衡 天然水体的酸度 天然水体的碱度 天然水体的缓冲性能,天然水体的缓冲性能,天然水体的pH一般在69。,天然水溶解的许多物质使得天然水具有一定的缓 冲性能，对外来酸碱类物质的影响有一定的抵御 能力，从而使水的pH维持稳定，不发生显著的变 化。,碳酸化合物是水体缓冲作用的重要因素。因而， 人们通常根据它的存在情况来估算水体的缓冲能 力。,课堂小结,掌握碳酸平衡体系原理及其计算 理解酸度、碱度的概念 重点掌握总碱度、酚酞碱度、苛性碱度以及总酸 度、CO2酸度、无机酸度表达形式，并能够运用计算 了解天然水体的缓冲性能,
