天然水的定义,碳酸平衡 酸碱的计算

天然水的碳酸平衡原理、水的酸度和碱度概念及计算制作人：环工0801宋亮汇报人：环工0801邹瑜1.天然水的相关概念2.水体的碳酸平衡原理3.水体的酸度和碱度概念4.天然水体的缓冲性能目录什么是天然水构成自然界地球表面各种形态的水相的总称。包括江河、海洋、冰川、湖泊、沼泽等地表水以及土壤、岩石层内的地下水等天然水体。1.天然水的相关概念点击添加标题溶解性气体一些主要离子溶解性有机物悬浮物胶体物质水生生物天然水标题天然水的组成浅谈天然水组成：天然水的离子组成：K+,Na+,Ca2+,Mg2+,HCO3-,NO3-,Cl-,SO42-为天然水中常见的八大离子，占天然水离子总量的95-99%。溶解性气体：含量较多的有：氧气,氮气,二氧化碳;含量较少或在特殊状态下出现的有：硫化氢,甲烷,氨气,氦气浅谈天然水组成：溶解性有机物悬浮物胶体物质：种类繁多，包括碳水化合物,脂肪,蛋白质,维生素及其他低相对分子质量的有机物等。水生生物：水生生物是生活在各类水体中生物的总称，包括浮游生物,着生生物,底栖生物,鱼类和微生物等。按功能划分，一般分为自养生物,异养生物,分解者。水体的碳酸平衡：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H2CO3*-HCO3-CO32-体系可用下面的反应和平衡常数表示：)33.10p(HCOHCO)35.6p(HHCOCOH)46.1p(COHOHCO2-23-3133203222KKK2.水体的碳酸平衡原理根据上述K1及K2的值，就可以制作以pH为主要变量的H2CO3*-HCO3-CO32-体系的形态分布图：α10080604020024681012HCO3-CO2+H2CO3CO32-pH不考虑二氧化碳与大气的交换过程关于水体碳酸平衡的讨论封闭水体考虑二氧化碳与大气的交换过程开放水体关于水体碳酸平衡的讨论点击添加标题（1）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。在封闭的平衡体系中，用a0a1a2分别表示H2CO3*HCO3¯CO32-在总量中所占的比例，可以给出下面三个表达式：a0=[H2CO3*]/([H2CO3*]+[CO32-]+[HCO3¯]);a1=[HCO3¯]/([H2CO3*]+[CO32-]+[HCO3¯]);a2=[CO32-]/([H2CO3*]+[CO32-]+[HCO3¯]);若用cT表示三种碳酸形态的总量，把K1K2的表达式代入上式中，就可得到作为酸解离常数和氢离子浓度的函数的形态分数：↓↓过渡页关于水体碳酸平衡的讨论点击添加标题承接上述形态分数：23221321323211]H[]COH[]H[]COH[]COH[]H[]COH[KKKK121)]H[]H[1(1KK2322132132232212]H[]COH[]H[]COH[]COH[]H[]COH[KKKKK12222)]H[]H[1(1KKK2322132132320]H[]COH[]H[]COH[]COH[]COH[KKK122110)]H[]H[1(KKKa过渡页关于水体碳酸平衡的讨论点击添加标题（1）开放水体开放碳酸体系是指与大气相通的碳酸水溶液体系。该体系考虑了二氧化碳在气相和液相之间的平衡，各种碳酸形态的平衡浓度可用PCO2和pH来表述。222222COH221COH022T-23COH1COH011T-3COH002TCOH2]H[]CO[]H[]HCO[1/)]aq(CO[)]aq(CO[pKKKpKCpKKpKCpKCpK水体的酸度和碱度：酸度和碱度是水体缓冲能力的测度。天然水体可受纳酸碱性废水的容量受这类参数的制约。天然水碱度酸度强碱弱碱强碱弱酸盐强酸,弱酸强酸弱碱盐3.水体的酸度和碱度概念，计算碱度碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受H+的物质总量。组成水中碱度的物质可以归纳为三类：①强碱；②弱碱；③强碱弱酸盐。总碱度=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]–[H+]酚酞碱度=[CO32-]+[OH-]-[H2CO3*]–[H+]苛性碱度=[OH-]-[HCO3-]-2[H2CO3*]–[H+]酸度总酸度是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放出H+或经水解能产生H+的物质总量。包括强酸、弱酸、强酸弱碱盐等。总酸度=[H+]+[HCO3-]+2[H2CO3*]–[OH-]CO2酸度=[H+]+[H2CO3*]-[CO32-]–[OH-]无机酸度=[H+]-[HCO3-]-2[CO32-]–[OH-]天然水体的缓冲性能：天然水体的pH一般在6-9。天然水溶解的许多物质使得天然水具有一定的缓冲性能，对外来的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，不发生显著变化。天然水中碳酸和碳酸盐及重碳酸盐是主要的酸碱类物质，他们构成了天然水中主要的缓冲系统。人们通常根据它的存在情况来估算水体的缓冲能力。对天然水的碳酸平衡原理、水的酸度和碱度概念的研究，对维持水体生态平衡，人类生活，农业生产，等都有着重要意义。所以至关重要！意义