第二章自然界的物質(zhì)

1、第二章自然界的物質(zhì),李長儒Chang-Ju, Lee,自然水,存在於自然界未經(jīng)處理的水稱為自然水，如海水、河水、湖水、泉水、地下水、雨水與冰原水系水等。,物性,,化性,水因易與許多物質(zhì)形成特殊引力，故水是優(yōu)良溶劑，可溶解許多物質(zhì)。 IA族金屬與IIA族金屬與水作用會產(chǎn)生氫氣，溶液並呈鹼性。 非金屬氧化物溶於水呈酸性。,水質(zhì),硬水：水中含有Ca2+或Mg2+稱為硬水。 當水中含有可溶性鈣或鎂的HCO3-的硬水，稱為暫時硬水。

2、當水中含有SO42-及Cl-其中的鈣離子或鎂離子不會因為煮沸而出去，稱為永久硬水。,硬水的軟化,[原理]：能去除 Ca2+、Mg2+ 陽離子的方法，可軟化暫時及永久硬水 。常見的硬水軟化法有煮沸法、石灰-蘇打法、蒸餾法、陽離子交換法等四種。,煮沸法,暫時硬水可藉由煮沸法軟化。 2Ca(HCO3)2→2CaCO3+H2O+CO22Mg(HCO3)2→2MgCO3+H2O+CO2,石灰-蘇打法,,CaO(s) + H2O(l)

3、 Ca(OH)2(aq)Mg2+(aq) + Ca(OH)2(aq) Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)Ca2+(aq)+Na2CO3(aq) CaCO3(s)+2Na+(aq),,,,蒸餾法,,陽離子交換法,,含有Ca2+與Mg2+的水,?再生：使用濃食鹽水沖洗。,軟水,硬水,NaR,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

4、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(1) 加熱煮沸,(2) 石灰蘇打法,(3) 陽離子交換法,(1) 石灰蘇打法,(2) 陽離子交換法,,,,,,凝聚劑,?Fe(OH)3(s) 與Al(OH)3(s)均為膠體，會吸附水中懸浮微粒 而產(chǎn)生沉降作用，故被用作凝聚劑。,海水中主要的物質(zhì)含量,,結論：Cl－>Na＋>SO42－>Mg2＋>Ca2＋,食鹽,食鹽學名氯化鈉 ( NaCl )，是海水

5、中含量最多的化合物。 ◎健康低鈉鹽即氯化鈉中混入約47%氯化鉀，故鈉鹽百分率相對減少。由海水在鹽田中經(jīng)日曬蒸發(fā)而製得。 海水蒸發(fā)時，各種溶鹽順序結晶而出：硫酸鈣( CaSO4 )最先沈澱，其次為食鹽 ( NaCl )，最後餘下的濃鹽溶液稱苦滷，海水中可提煉鎂(及化合物)、鹵化物和其他鹽類。,電解 NaCl(aq),,,,氯氣+氫氣+氫氧化納,海水淡化,,蒸餾法,逆滲透法,逆滲透法,在正常情況下，水分子由低濃度溶液(淡水)經(jīng)由 半透

6、膜流至高溶度溶液(海水)。因外加壓力使水分子反向流動造成逆滲透,,,,,來源,熱污染,優(yōu)養(yǎng)化,重金屬污染,防治 (廢水處理),,,,,,,,原 因,造成的影響,農(nóng)藥、肥料,畜牧牲畜排泄物,工業(yè)高污染性的溶劑,農(nóng)業(yè)污染 畜物廢水 工業(yè)污染,熱汙染,熱汙染----因熱量排入河流、湖泊或海洋中，使水中自然生態(tài)破壞的汙染。,優(yōu)養(yǎng)化,優(yōu)養(yǎng)化----因含氮、磷的物質(zhì)排入水中造成水中藻類及微生物快速繁殖生長，而

7、耗盡水中的氧氣，造成魚貝類死亡，淨水發(fā)臭的現(xiàn)象。,水汙染防治,,,大氣的組成,定義：地球表面上空分佈1000公里內(nèi)所覆蓋的空氣稱為大氣；大氣總質(zhì)量為9×1021公斤，由於地心引力的關係，約有99 %的大氣處於離海平面高度30公里以下。 原始大氣：H2、H2O、CH4、NH3現(xiàn)今大氣：N2、O2、Ar、CO2 等,大氣的組成,,,,對流層,游 離 層,中氣層,平流層,對 流 層,,,對流層----離地表大約13公里以內(nèi)，近海

8、平面乾燥空氣的組成如下表:,平 流 層,平流層----離地表13公里至50公里含有臭氧具吸收紫外線的功能，可保護地表生物，又稱臭氧層。,中 氣 層,中氣層----離地表50公里至85公里，含有氧、臭氧及碳和氮的氧化物 。此層會進行氧之光分解，又稱光化層。,游 離 層,游離層----離地表85公里至550公里，離子多，溫度高，又稱增溫層。,外 氣 層,外氣層 ---- 離地表550公里至1000公里的高空，含H、He 的外太空起點。,壓力

9、單位,空氣污染,決定因素： A.污染源 B.大氣的轉移 C.接受物,光煙霧,,,,光煙霧---- NO與有機物在空氣中經(jīng)光化學反應產(chǎn)生新污染物質(zhì)，由於地形及氣候而產(chǎn)生通風不良煙霧瀰漫的現(xiàn)象，又稱為洛杉磯煙霧。,都會區(qū)的光化學煙霧,,,,,氟氯碳化物(Freon ),簡稱 (CFCs)用途：冰箱、汽車、冷媒、噴霧劑、食品冷凍劑、泡棉發(fā)泡劑

10、 hν CF2Cl2 → F2ClC? + Cl? Cl?+ O3 → O2 + ClO O3 → O2 + O? +) ClO + O?→ O2 + Cl? 總反應 2O3 → 3O

11、2,大氣的轉移,土壤微生物：CO消耗 雨：氮及硫化物 洗去 風：沖散污染氣體,接受物,生物體接觸污染，部分可排除，部分無法排除，積留體內(nèi)致生病或死亡,觸媒轉化器,觸媒轉化器 ---- 利用鉑 (Pt) 、銠(Rh)或 V2O5 等觸媒使燃燒不完全的CO及有機物轉變?yōu)镃O2 和H2O ，並將氮的氧化物還原為氮氣。,,,,,成分,,,,土壤成分---為礦物質(zhì)、有機物和水組成，礦物質(zhì)以矽酸鹽為主要成分。土壤剖面圖如下：,,,? 溫室效應(