ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΟΙ ΒΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΔΑΤΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

Σχετικά έγγραφα
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2( ΟΙ ΒΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΔΑΤΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ(

3. Βασικές αρχές-b Σύμπλοκα Κινητική αντιδράσεων μεταλλικών συμπλόκων Σύμπλοκα μεταλλικών ιόντων στα φυσικά ύδατα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΟΙ ΒΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΔΑΤΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

4. Χημικές Διεργασίες στην Υδρόσφαιρα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ Ο κύκλος του νερού. Οι κυριότερες φυσικές δεξαμενές υδάτων στον πλανήτη μας είναι:

Πολυτεχνείο Κρήτης Σχολή Μηχανικών Περιβάλλοντος. Υδατική Χηµεία. Σηµειώσεις

Πολυτεχνείο Κρήτης Τµήµα Μηχανικών Περιβάλλοντος ΥΔΑΤΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ. Σηµειώσεις

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1( ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ( Ο κύκλος του νερού,

Περιεχόμενα. Σύστημα υπόγειου νερού. Αντιδράσεις υδρόλυσης πυριτικών ορυκτών. Ρύθμιση ph

Ανάλυση Τροφίμων. Ενότητα 10: Εφαρμογές υδατική ισορροπίας Τ.Ε.Ι. ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ακαδημαϊκό Έτος

7. ΔΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΙΣΟΡΡΟΠΙΕΣ ΣΥΜΠΛΟΚΩΝ ΙΟΝΤΩΝ

13. ΔΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΙΣΟΡΡΟΠΙΕΣ ΣΥΜΠΛΟΚΩΝ

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 12 η : Υδατική ισορροπία Οξέα & βάσεις. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

2. Βασικές αρχές-α. Χημικές ισορροπίες Αντιδράσεις οξέων βάσεων Οξειδοαναγωγικές διεργασίες

ΚΑΝΟΝΕΣ ΚΛΑΣΜΑΤΩΝ ΙΟΝΙΣΜΟΥ ΓΙΑ ΔΙΠΡΩΤΙΚΑ ΟΞΕΑ Στην περίπτωση διπρωτικού οξέως µε σταθερές pk A και pk B ελέγχουµε την τιµή του ph 1η περίπτωση.

Υδατική Χηµεία Ικανότητα Εξουδετέρωσης Οξέος και Βάσεως (Acid Neutralizing Capacity - ΑΝC και

Περιοριστικό αντιδρών

Ανάλυση Τροφίμων. Ενότητα 9: Υδατική ισορροπία Οξέα και βάσεις Τ.Ε.Ι. ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ακαδημαϊκό Έτος

ΑΝΟΡΓΑΝΟΙ ΡΥΠΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΕΣΜΕΥΣΗΣ ΚΥΡΙΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΕΣΜΕΥΣΗΣ ΣΤΟ ΕΔΑΦΟΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Τετάρτη 23 Απριλίου 2014 ιάρκεια Εξέτασης: 2 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 2 η : Αντιδράσεις σε Υδατικά Διαλύματα. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

Άσκηση. Ισχυρό οξύ: Η 2 SeO 4 Ασθενές οξύ: (CH 3 ) 2 CHCOOH Ισχυρή βάση: KOH Ασθενής βάση: (CH 3 ) 2 CHNH 2

Πολυτεχνείο Κρήτης Σχολή Μηχανικών Περιβάλλοντος. Σηµειώσεις

Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΧΗΜΕΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ÊÁËÁÌÁÔÁ. Κάνω τις ηλεκτρονιακές κατανοµές των ατόµων σε στιβάδες:

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ (Δ. Δ.7 ο ) ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΥΛΗ

ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: XHMEIA A ΛΥΚΕΙΟΥ

ΧΗΜΕΙΑ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2006 ÈÅÌÅËÉÏ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

2. Χημικές Αντιδράσεις: Εισαγωγή

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2015 Β ΦΑΣΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÏÅÖÅ

ΟΞΕΑ, ΒΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΛΑΤΑ. ΜΑΘΗΜΑ 1 o : Γενικά για τα οξέα- Ιδιότητες - είκτες ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

ΗΜΕΡΙΔΑ ELQA. Καθαρισμός ύδατος από βαρέα μέταλλα με καινοτόμα τεχνολογία. Ερευνητικό εργαστήριο Food InnovaLab 1

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑΣ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΟΓΚΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΧΗΜΕΙΑ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÏÅÖÅ

Διαγώνισμα στη Χημεία Γ Λυκείου Ιοντικής Ισορροπίας & Οργανικής

Ζαχαριάδου Φωτεινή Σελίδα 1 από 7

Τύποι Χημικών αντιδράσεων

XHMEIA ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Κύριες ασθένειες υδατογενούς προέλευσης και υπεύθυνοι μικροοργανισμοί

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ

Περιβαλλοντική Γεωχημεία

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦ. 1-3

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ «ΟΜΟΚΕΝΤΡΟ» Α. ΦΛΩΡΟΠΟΥΛΟΥ

2 η ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ. Ημερομηνία: Σάββατο 4 Μαΐου 2019 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΧΗΜΕΙΑ Γ ΤΑΞΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2003

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 Β ΦΑΣΗ

Υδατική Χηµεία-Κεφάλαιο 3 1

Αυτοϊοντισμός του νερού

ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ

Ζαχαριάδου Φωτεινή Σελίδα 1 από 7. Γ Λυκείου Κατεύθυνσης Κεφάλαιο 3: Οξέα, Βάσεις, Ιοντική ισορροπία Θέµατα Σωστού / Λάθους Πανελληνίων, ΟΕΦΕ, ΠΜ Χ

Χημεία: Μεταθετικές αντιδράσεις - Σχετική ατομική μάζα - Σχετική μοριακή μάζα - mole

31 ΜΑΪΟΥ 2007 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΑ ΙΑΛΥΜΑΤΑ. ΕΡΗ ΜΠΙΖΑΝΗ 4 ΟΣ ΟΡΟΦΟΣ, ΓΡΑΦΕΙΟ

9/23/2009. Ποσοτική και Ποιοτική Ανάλυση. ιδάσκων: Σπύρος Περγαντής. Γραφείο: Α206 Τηλ

ΤΕΣΤ 30 ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΓΝΩΣΤΙΚΟΥ ΧΗΜΕΙΑΣ

Ενεργότητα και συντελεστές ενεργότητας- Οξέα- Οι σταθερές ισορροπίας. Εισαγωγική Χημεία

Ποσοτική και Ποιoτική Ανάλυση

ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ πρωτονίων. ηλεκτρονίω Γ

ΧΗΜΕΙΑ Ι Ενότητα 9: Μόρια και ενώσεις, Ονοματολογία Ανόργανων Ενώσεων

ΑΝΟΡΓΑΝΟΙ ΡΥΠΟΙ - ΓΕΩΧΗΜΙΚΗ ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ

12. ΙΣΟΡΡΟΠΙΕΣ ΟΞΕΩΝ-ΒΑΣΕΩΝ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

Ρύπανση Υδάτων και Εδαφών

ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Για τη Β τάξη Λυκείου ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΛΥΣΕΙΣ

ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ B ΛΥΚΕΙΟΥ

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 27 ΜΑΪΟΥ 2015 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 1 Ο ( 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ)

ΧΗΜΕΙΑ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2006 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 3 ΙΟΥΝΙΟΥ 2006 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6)

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 Β ΦΑΣΗ

πολώνεται δύσκολα πολώνεται εύκολα

Προτεινόμενες Απαντήσεις Χημεία Προσανατολισμού Β1. α) F, Na, K: γιατί όπως βλέπουμε στον περιοδικό πίνακα τα στοιχεία ανήκουν:

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2019 A ΦΑΣΗ

Φυσική Χημεία ΙΙ. Ηλεκτροχημικά στοιχεία. Κεφ.1 Ηλεκτροδιαλυτική τάση. Σημειώσεις για το μάθημα. Ευκλείδου Τ. Παναγιώτου Σ. Γιαννακουδάκης Π.

Χημεία Α ΓΕΛ 15 / 04 / 2018

Παράδειγµα κριτηρίου σύντοµης διάρκειας

ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙ ΡΑΣΕΙΣ - ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ

Επαναληπτικό ιαγώνισµα

Οξέα και Βάσεις ΟΡΙΣΜΟΙ. Οξύ Βάση + Η +

1.1 ΤΑ ΟΞΕΑ. Επιμέλεια παρουσίασης Παναγιώτης Αθανασόπουλος Δρ - Χημικός

+ HSO 4 είναι µετατοπισµένη προς την κατεύθυνση του ασθενέστερου οξέος ή της ασθενέστερης βάσης, δηλαδή προς τα αριστερά.

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Περιβαλλοντική Χημεία - Γεωχημεία. Διαφάνειες 5 ου Μαθήματος Γαλάνη Απ. Αγγελική, Χημικός Ph.D. Ε.ΔΙ.Π.

Βασικά σωματίδια της ύλης

Κεφάλαιο 3 Χημικές Αντιδράσεις

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ A ΤΑΞΗ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 16/04/ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ ΑΡΙΑ ΝΗ ΑΡΓΥΡΑΚΗ

Α ΤΑΞΗ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΧΗΜΕΙΑ Γ ΤΑΞΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2003 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Χημεία Α ΓΕΛ 15 / 04 / 2018

ÖÑÏÍÔÉÓÔÇÑÉÏ ÈÅÙÑÇÔÉÊÏ ÊÅÍÔÑÏ ÁÈÇÍÁÓ - ÐÁÔÇÓÉÁ

Ονοματεπώνυμο: Χημεία Α Λυκείου Αριθμός Οξείδωσης Ονοματολογία Απλή Αντικατάσταση. Αξιολόγηση :

Μονάδες 5. Μονάδες 5. Α3. Το συζυγές οξύ του NH. α. ΝΗ 3 β. NH. γ. ΝΗ 2 ΟΗ

Αριθµόςοξείδωσηςενός ιόντος σε µια ιοντική (ετεροπολική) ένωση είναι το πραγµατικό ηλεκτρικό φορτίο του ιόντος.

ΤΕΛΟΣ 1ης ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ

Περίληψη 1 ου Κεφαλαίου

Αντιδράσεις σε υδατικά διαλύματα. Κατερίνα Σάλτα 2ο Πρότυπο Πειραματικό Γενικό Λύκειο Αθηνών 2014

Μετά το τέλος της µελέτης του 3ου κεφαλαίου, ο µαθητής θα πρέπει να είναι σε θέση:

Transcript:

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΟΙ ΒΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΔΑΤΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Η Χηµεία των φυσικών υδάτων ονοµάστηκε από τους Werner Stumm (ETH Zurich) και James Morgan (CALTECH) ΥΔΑΤΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ. Οι δύο επιστήµονες έθεσαν για πρώτη φορά τις βάσεις της Υδατικής Χηµείας στο κλασσικό πλέον σύγγραµµά τους AQUATIC CHEMISTRY ήδη από το 1971. Τα περιβαλλοντικά χηµικά φαινόµενα περιέχουν διεργασίες και αντιδράσεις γνωστές στους χηµικούς, όπως: Α Β Γ Δ Οξέων/βάσεων Διαλυτότητας και καθίζησης αλάτων Οξειδοαναγωγής Συµπλόκων Συνήθως µελετάµε αυτές τις αντιδράσεις κάτω από το πρίσµα της θερµοδυναµικής. H µελέτη της κινητικής τους (δηλ. µελέτη της ταχύτητας αντιδράσεων και διεργασιών) είναι πολύ σηµαντική αλλά πιο δύσκολη.

Ο κύκλος του CO 2 στα υδατικά οικοσυστήµατα και η οξύτητα των φυσικών υδάτων Στον αέρα: [CO 2 ] g = 350 ppm ή 0,0350 % της αέριας µάζας Στους 25 C όταν ο καθαρός αέρας βρίσκεται σε επαφή µε το νερό: Ο Νόµος του Henry : [X (aq) ] = K Η P x [X (aq) ] = συγκέντρωση του Χ στο H 2 O K Η = σταθερά του Henry [mol L -1 atm -1 ] P x =µερική πίεση του Χ [CO 2 ] aq = 1,146 10-5 M CO 2(aq) +Η 2 Ο H 2 CO 3, K a =2 10-3

1. CO 2 p 2. HCO 3 - p Η παρουσία CO 2, HCO 3 - και CO 3 2- εξαρτάται από το ph. Την εξάρτηση αυτή την απεικονίζουµε µέσω των διαγραµµάτων ph-α x

α x : γραµµοµοριακά κλάσµατα των CO 2, HCO 3 - και CO 3 2- Αν υποκαταστήσουµε στις εξισώσεις αυτές τις συγκεντρώσεις µε τα K α1 και K α2 :

+ p K α1 =6,35 & p K α2 =10,33

1) ph<<pκ α1 (όξινα ph) +

2. ph = pκ a1 (ph 6,35)

3. pη= ½ (pκ α1 +pκ α2 ) (ph 8,34) στο µέγιστο δηλ. ~0,98

4. ph=pκ α2 (αλκαλικά νερά)

5. ph>>pκ a2 [Η + ] είναι αµελητέα εποµένως στην εξίσωση (III) :

Στα φυσικά νερά το ΗCΟ 3 - είναι σε µεγαλύτερη αφθονία από τις άλλες ουσίες που σχετίζονται µε την παρουσία του CO 2 στα νερό.

Στα καθαρά νερά (π.χ. βροχή) : Henry Μπορούµε να θεωρήσουµε ότι το CΟ 2 διίσταται στο νερό: CO 2 + H 2 O HCO 3 - + H + Oι συγκεντρώσεις Η + και HCO 3 - υπολογίζονται από K a1 :

Ο κύκλος του CO 2 στα υδατικά οικοσυστήµατα: Αλκαλικότητα των φυσικών υδάτων Αλκαλικότητα ([Alk]): τα «υπεύθυνα» ιόντα HCO 3 -, CO 3 2- και ΟΗ - Στα φυσικά νερά: [Alk]=1,00 10-3 eq/l Α. ph=7 Η συγκέντρωση [OH - ] πολύ χαµηλή [HCO 3- ] >> [CO 3 2- ] [HCO 3- ]=1,00 10-3 M K a1 = Είναι >[CO 2 (aq)] στο νερό σε ισορροπία µε καθαρή ατµόσφαιρα (1,146 10-5 Μ) Είναι CO 2 που παράγεται από την αποσύνθεση των φυτών

Β. ph=10 [Alk]=[HCO 3- ]+2[CO 3 2- ]+[OH - ]=1,00 10-3 [CO 3 2- ]= [HCO 3- ]=4,64 10-4 M [CO 3 2- ]=2,18 10-4 M [HCO 3- ] = 4,64 10-4 eq/l [CO 3 2- ] = 2(2,18 10-4 ) = 4,36 10-4 eq/l [OH - ] = 1,00 10-4 eq/l [Alk] = 1,00 10-3 eq/l Ίδιες τιµές [Alk] µε ph=7

[C]=[CO 2 ]+[HCO 3- ]+[CO 3 2- ] ph = 7: [C] ph=7 = 2,25 10-4 + 1,00 10-3 + 0 = 1,22 10-3 ph=10: [C] ph=10 =0 + 2,18 10-4 + 4,64 10-4 = 6,82 10-4 Ο διαλελυµένος ανόργανος άνθρακας σε ph 7 έχει διπλάσια συγκέντρωση από την αντίστοιχη σε ph 10. Σε ph 10 η κυριότερη συνεισφορά στην αλκαλικότητα γίνεται από το ιόντα ΟΗ - (που δεν περιέχει άνθρακα) και CO 3 2-. Το κάθε ένα από τα CO 3 2- έχει δυο φορές την αλκαλικότητα ενός ΗCO 3-. Συµπέρασµα : Τα φυσικά ύδατα µπορούν να δώσουν Cανόργ για φωτοσύνθεση όταν αλλάζει το ph χωρίς να αλλάζει η αλκαλικότητα.

Εξάρτηση της φωτοσυνθετκής δραστηριότητας των υδατικών οικοσυστηµάτων από το ph Όσο καταναλώνεται ο C ανοργ για την φωτοσύνθεση το ph αυξάνεται. Η ποσότητα του C ανοργ που µπορεί να καταναλωθεί, πριν το ph γίνει απαγορευτικό για την αναπαραγωγή των φυκών, είναι ανάλογη της [Alk].

Υπόθεση: Δεν έχουµε πρόσθετη ποσότητα CO 2 Σε υψηλότερη [Alk] θα παραχθεί περισσότερη βιοµάζα για την ίδια αλλαγή ph. Σε χαµηλότερη [Alk] θα παραχθεί λιγότερη βιοµάζα για τις ίδιες αλλαγές ph.

Εξαιτίας της αναζήτησης της χηµικής σταθερότητας, τα µεταλλικά ιόντα συµπλοκοποιούνται κυρίως µε µόρια του νερού και άλλες ισχυρότερες βάσεις (δότες e-) :

ΧΗΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ: P 2 O 7 4- πυροφωσφορικό ιόν.

Σταθερά σχηµατισµού Κ των συµπλόκων Σταθερά Β 2 της συνολικής αντίδρασης

Συµπλοκοποίηση από µη-πρωτονιωµένους ενώσεις ΕDΤΑ: Υ Σε ph > 10 η ένωση αυτή χάνει όλα τα καρβοξυλικά της πρωτόνια και συµβολίζεται ως Υ 4- - O 2 CCH 2 CH 2 CO 2 - NCH 2 CH 2 N - O 2 CCH 2 CH 2 CO 2 - Παράδειγµα 3 Αλκαλικά λύµατα (ph = 11) που περιέχουν Cu~5mg/L και µη συµπλοκοποιηµένο EDTA σε συγκέντρωση 200 mg/l [Na 2 H 2 C 10 H 12 O 8 N 2.Η 2 0, ΜΒ=372] - Σε ποια αναλογία ο Cu 2+ θα είναι σε µορφή συµπλόκου; - Ποια θα είναι η συγκέντρωση του ενυδατωµένου Cu 2+ ;

Απάντηση Υπολογισµός της συγκέντρωσης του EDTA (Y 4- ): H συνολική συγκέντρωση του EDTA είναι 5,4 10-4 Μ Cu 2+ +Y 4- CuY 2- K 1 =6,3 10 18 Εποµένως σχεδόν όλος ο Cu 2+ βρίσκεται υπό την µορφή του CuY 2- Η µέγιστη συγκέντρωση του Cu 2+ στο διάλυµα είναι 7,9 10-5 Μ Το µεγαλύτερο µέρος βρίσκεται υπό µορφή CuY 2- Η συγκέντρωση του ελεύθερου χαλκού:

Συµπλοκοποίηση µε πρωτονιωµένες ενώσεις Γενικά οι συµπλοκοποιητές* είναι συζυγείς βάσεις οξέων κατά Brønsted H ένταση της συµπλοκοποίησης εξαρτάται από το ph. Ανταγωνισµός µεταξύ Η + και Μ n+ : Πρέπει να µελετήσουµε την κατανοµή των συµπλοκοποιητών σε σχέση µε το ph του περιβάλλοντος (διαλύµατος).

Παράδειγµα: Νιτριλοτριοξικό οξύ (NTA) CH 2 COO - - OOCCH 2 N ή Τ 3- CH 2 COO - To T 3- µπορεί να συµπλοκοποιήσει µέταλλα µέσω 3[CO 2- ] και 1 [R 3 Ν:]

Έχουµε 3 στάδια διάστασης του ΝΤΑ: 1) Η 3 Τ Η + + Η 2 Τ - K α1 = 2) 3)

Εξαρτώµενο από την τιµή του ph, το ΝΤΑ µπορεί να βρεθεί σε διάφορες µορφές: Η 3 Τ, Η 2 Τ -, ΗΤ 2- και Τ 3- ph α Η 3 Τ α Η 2 Τ - α ΗΤ 2- ατ 3- ph<1 1,00 0,00 0,00 0,00 ph=pk a1 (1,66) 0,49 0,49 0,02 0,00 ph= 1/2(pK a1 +pk a2 ) (2,305) 0,16 0,68 0,16 0,00 ph=pk a2 (2,95) 0,02 0,49 0,49 0,00 ph= 1/2(pK a2 +pk a3 ) (6,615) 0,00 0,00 1,00 0,00 ph=pk a3 (10,28) 0,00 0,00 0,50 0,50 ph>12 0,00 0,00 0,00 1,00

Διάγραµµα ph α x για το ΝΤΑ ph α Η 3 Τ α Η 2 Τ - α ΗΤ 2- ατ 3- ph<1 1,00 0,00 0,00 0,00 ph=pk a1 (1,66) 0,49 0,49 0,02 0,00 ph= 1/2(pK a1 +pk a2 ) (2,305) 0,16 0,68 0,16 0,00 ph=pk a2 (2,95) 0,02 0,49 0,49 0,00 ph= 1/2(pK a2 +pk a3 ) (6,615) 0,00 0,00 1,00 0,00 ph=pk a3 (10,28) 0,00 0,00 0,50 0,50 ph>12 0,00 0,00 0,00 1,00

Παράδειγµα Διαλυτοποίηση του Pb από το στερεό Pb(OH) 2 µέσω ΝΤΑ Παράµετροι: - χηµική σταθερότητα των χηλικών ενώσεων - συγκέντρωση των συµπλοκοποιητών στο Η 2 Ο - ph - µορφή του αδιάλυτου µεταλλικού υποστρώµατος Διαλυτοποίηση του Pb από το στερεό Pb(OH) 2 από το ΝΤΑ σε ph=8,00 Σε ph = 8,00 υπερισχύει η ουσία ΗΤ 2- : Pb(OH) 2(s) + HT 2- PbT - + OH - + Η 2 Ο Διαλυτοποίηση: Pb(OH) 2(s) Pb 2+ + 2OH - K sp =[ Pb 2+ ][ OH - ] 2 =1,61 10-20

Γνωρίζουµε: =

Συνολική Αντίδραση: Υποθέτουµε ότι έχουµε 25 mg/l N(CH 2 CO 2 Na) 3 (Μ.Β.=257) Η συνολική συγκέντρωση του ελεύθερου και συµπλοκοποιηµένου ΝΤΑ είναι: [ΝΤΑ] = 9,7 10-5 mmol/ml. To σύστηµα ΝΤΑ/Pb(OH) 2 βρίσκεται σε ισορροπία σε ph ~8

To NTA µπορεί να υφίσταται ως HT 2- ή PbT - : Η µορφή που υπερισχύει υπολογίζεται, µέσω της αναλογίας [PbT - /HT - ] χρησιµοποιώντας τις σταθερές Κ σε ph = 8,00 η συγκέντρωση [OH - ]=1 x 10-6 M [PbT - /HT - ] = 20,7

Καθώς [PbT - ]/[HT 2- ]~20-21 σηµαίνει ότι το περισσότερο ΝΤΑ στο διάλυµα βρίσκεται συµπλοκοποιηµένο µε τον Pb. Η συγκέντρωση του Pb (20mg/L) είναι 9,66 10-5 Μ δηλ. λίγο µικρότερη από αυτήν του ΝΤΑ (9,7 10-5 Μ). Το αpbt - µειώνεται όταν το ph αυξάνεται. Βλέπουµε λοιπόν ότι οι αντιδράσεις σχηµατισµού χηλικών ενώσεων είναι εξαρτώµενες από το ph.

Παράδειγµα Αντιδράσεις του ΝΤΑ µε ανθρακικά άλατα των µετάλλων. Ας υποθέσουµε ότι αντί του Pb(OH) 2 έχουµε PbCO 3. To PbCO 3 είναι σταθερό σε συνθήκες [Alk] και ph των φυσικών υδάτων. Το NTA (3Na) σε συγκέντρωση 25 ppm και ph = 7 βρίσκεται σε ισορροπία µε το PbCO 3. Πόσο ΝΤΑ θα συµπλοκοποιήσει τον Pb;

Απάντηση :

Σε ph από 7-10 υπερισχύει το HCO 3-. Έτσι το CO 3 2- που απελευθερώνεται από την αντίδραση του PbCO 3 µε το ΝΤΑ θα βρίσκεται υπό την µορφή του HCO 3 - PbCO 3 (s) + HT 2- PbT - + HCO 3 - ή Υποθέτουµε ότι το PbCO 3 πρώτα διίσταται: PbCO 3(s) Pb 2+ + CO 3 2- Κ sp = [Pb 2+ ] [ CO 3 2- ] = 1.48 10-13

Η διαλυτοποίηση του PbCO 3 (από το ΝΤΑ) σε PbT - εξαρτάται από τη συγκέντρωση [HCO 3- ] [PbT - ]/[HT 2- ]=K/[HCO 3- ] Όπως γνωρίζουµε συνήθως η [HCO 3- ]=1,00 10-3 Εποµένως το µεγαλύτερο µέρος του ΝΤΑ σε ισορροπία µε το PbCO 3(S) θα βρίσκεται στο διάλυµα ως PbT -. [NTA]= 25 ppm τότε [Pb 2+ ] 20 ppm [HCO 3- ] διαλυτοποίηση από το ΝΤΑ [HCO 3- ] διαλυτοποίηση από το ΝΤΑ

Ανταγωνισµός µεταξύ µετάλλων κατά τη διαδικασία της συµπλοκοποίησης Μεταξύ του πλέον άφθονου στο περιβάλλον Ca 2+ και των άλλων µετάλλων Σε ph=7 ο σχηµατισµός συµπλόκου του Ca 2+ µε το NTA : Ca 2+ +HT 2- CaT - +H + K = Το κλάσµα του ΝΤΑ ενωµένο ως 1. [Ca 2+ ] = 1,00 10-3 2. ph = 7

Η µεγαλύτερη ποσότητα του ΝΤΑ σε ισορροπία µε Ca 2+ θα βρίσκεται υπό την µορφή:

Εποµένως µπορούµε να προσδιορίσουµε την κατανοµή του ΝΤΑ µεταξύ PbT - και CaT -. Για τις συνθήκες φυσικών υδάτων έχουµε: HCO 3 - =1 10-3 Ca 2+ =1 10-3 NTA σε ισορροπία µε PbCO 3- : Βλέπουµε ότι µόνο το 1/3 του ΝΤΑ θα βρίσκεται ως χηλική ένωση του µολύβδου. Εν απουσία Ca 2+ σχεδόν όλο βρίσκεται ως PbT -. Αρα η παρουσία Ca 2+ καθορίζει το ποσοστό διαλυτοποίησης του Pb µέσω ΝΤΑ.

Παράδειγµα: Θαλασσινό νερό Ανταγωνιστικές ισορροπίες µεταξύ Cl - και ΝΤΑ στο θαλάσσιο νερό. Σχηµατισµός συµπλόκων µεταξύ Μ n+ και συµπλοκοποιητών, λαµβάνουµε υπόψη µας άλλους πιθανούς συµπλοκοποιητές (π.χ. Cl - ). Περίσσεια Cl -, σχηµατίζονται σύµπλοκα χλωρίου µε το Cd Οι υψηλές συγκεντρώσεις Η + καταστρέφουν το σύµπλοκο CdT - λόγω πρωτονίωσης του ΝΤΑ. Το Ca 2+ & το Mg 2+ ανταγωνίζονται το Cd για τον σχηµατισµό συµπλόκων.

Κινητική της συµπλοκοποίησης στα φυσικά ύδατα Σηµαντικοί παράγοντες είναι η ταχύτητα των αντιδράσεων και οι χρόνοι παραµονής των µεταλλικών ιόντων στο υπό µελέτη σύστηµα. [Me(Η 2 Ο) m ] n+ + L [Me(Η 2 Ο) m-1 L] n+ + Η 2 Ο γρήγορο αργό [Me(Η 2 Ο) m ] n+ + L [Me(Η 2 Ο) m ] n+. L [Me(Η 2 Ο) m ] n+. L [Me(Η 2 Ο) m-1 L] n+ + Η 2 Ο Έχοµε αντιδράσεις 2ης τάξης: d[mel]/dt = k [Me][L] ή v = k ([Me(Η 2 Ο) m ] n+ ) ([L])

Η ταχύτητα ανταλλαγής (k w ) µορίων H 2 O µε συµπλοκοποιητές στα µεταλικά ιόντα εξαρτάται: από το ph, τον ανταγωνισµό µε το Ca 2+ (στα φυσικά ύδατα έχει συγκέντρωση 10-3 Μ ενώ ο Cu π.χ. αντιστοίχως 10-8 ). Πρέπει να λάβουµε υπ όψιν µας ότι οι συγκεντρώσεις των µεταλλικών ιόντων και των συµπλοκοποιητών στα φυσικά νερά είναι πολύ µικρές. Αναλυτική Χηµεία!!! Μεταλλικό ιόν k w (M -1 s -1 ) Cr 3+ 3,6 10-5 Mn 2+ 3,4 10 6 Fe 3+ 3,3 10 2 Fe 2+ 3,5 10 5 Co 3+ 10 2 Co 2+ 1,2 10 5 Hg 2+ 4 10 8

Πολυφωσφορικά άλατα στα φυσικά νερά To ορθοφωσφορικό οξύ (H 3 PO 4 ) διίσταται ως εξής: H 3 PO 4 H 2 PO - 4 + H + pκ a1 =2,17 H 2 PO - 4 HPO 2-4 + H + pκ a2 =7,31 HPO 2-4 PO 3-4 + H + pκ a3 =12,36 Το πυροφωσφορικό ιόν P 2 O 7 4- προέρχεται από τη συµπύκνωση ορθοφωσφορικών ιόντων. 2PO 4 3- + Η 2 Ο P 2 O 7 4- + 2OH -

Πυροφωσφορικό (H 4 P 2 O 7 ) Τριφωσφορικό (H 5 P 3 O 10 ) H 4 P 2 O 7 : pk a1 < 2, pk a2 2,64, pk a3 6,76, pk a4 9,42 H 5 P 3 O 10 : pk a1, pk a2 < 2, pk a3 2,30, pk a4 6,50, pk a5 9,24 Έτσι τα πολυµερικά φωσφορικά ιόντα χάνουν: σε πρώτη φάση τα ενδιάµεσα(*) πρωτόνια και τα δύο τελικά (**σε κάθε άκρο) σε δεύτερη φάση τα δεύτερα (***) των δύο ατόµων P. Το τριφωσφορικό οξύ Σε ph=4,5 χάνει 3Η: Σε ph=9,5 χάνει 2Η:

ΧΗΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ: P 2 O 7 4- πυροφωσφορικό ιόν.

Συµπλοκοποίηση από Χουµικές Ενώσεις Τα αδιάλυτα υλικά (χουµίνες, ΧΕ) προσροφούν οργανικές ενώσεις και κατιόντα από το νερό. Τα διαλυτά (φουλβικά οξέα, ΦΟ) συµπλοκοποιούν διάφορα µέταλα.

ΦΟ Υψηλά Μ.Β. 300000 AMU Αρωµατικό χαρακτήρα Οµάδες µε οξυγόνο ΧΕ C:45-55%, O:30-45%, H:3-6%, N:1-5%, S:0-1% Δεσµοί ΧΕ µε µεταλλικά ιόντα Fe και Al: ισχυροί δεσµοί Μg: αδύνατοι Ni, Pb, Ca, Zn: ενδιάµεσοι δεσµοί

Επιφανειακά νερά (ποτάµια, λίµνες) Υπόγεια νερά ΝΕΡΟ Μέσω οξειδωτικών αντιδράσεων ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ Πιθανοί τρόποι δράσης ΠΟΣΙΜΟ ΝΕΡΟ

Σηµαντικές κατηγορίες: Τριαλογονοµεθάνια (THMs) Αλογονωµένα Οξικά Οξέα (HAAs) Αλογονωµένα Ακετονιτρίλια (HANs) Άλλα προϊόντα της χλωρίωσης: Αλογονωµένες Κετόνες (HKs) Αλογονωµένες Αλδεΰδες Χλωράλη Χλωροπικρίνη Άλλες αλογονωµένες αλειφατικές και αρωµατικές ενώσεις HOCl + (Br - ) + ΦΟΥ

1 WHO: World Health Organization, 1993, 2 USEPA: Environmental Protection Agency, 1994, 3 E.C.: Commission of European Union, 1998