池塘里的那些事儿31水中元素化合物的溶解度当水与岩石和土壤矿物接触时,岩石和矿物就会溶解。其溶解度取决于两个方面:一方面取决于组成这些矿物的元素的离子半径、原子价、极化度、化学键类型及其他物理—化学性质;另一方面取决于温度、压力、浓度、pH、pe(Eh,即氧化还原电位)等外界条件。具有离子键型的矿物通常比共价键矿物更容易溶解。例如在硫酸盐中,阳离子与阴离子硫酸根之间的化学键是离子键,这些盐的溶解度就比由共价键构成的硫化物大。离子键矿物的溶解度,随离子半径的增大和原子价的减少而增加:Na3PO4,Na2SO4,Na2CO3是易溶性的,而Ca(PO4)2,CaSO4,CaCO3是难溶性的。根据元素化合物在蒸馏水中的溶解度,可将元素的化合物划分为下列几类:(1)极容易溶解的和极容易带出的:溶解度可达每升几百克或几十克,如钾、钠、铯、铷的卤化物,硫酸盐、硼酸盐和硅酸盐。(2)溶解的(可带出的):钙、镁、镍、锌、钴、铁、锰(均为2价)的卤化物,硫酸盐和重碳酸盐类。(3)难溶解的(弱带出的):锶的硫酸盐,钡、锶、锌、银的碳酸盐和硅酸盐。(4)最难溶解的(活动性小的):铅的碳酸盐,锌、钙、二价锰的硅酸盐和铜的碳酸盐。(5)不溶解的(稳定的):三价铁、四价锰、三价钛和三价钴的氢氧化物。氯化钙、硫酸钙的溶解度比碳酸钙高,因此,这两种盐含量高的水体不能用石灰提高碱度(或pH),必须使用溶解度更高的碳酸盐,如碳酸钠。碳酸铜是最难溶解的,因此,高碱度或高pH水体用硫酸铜杀藻铜离子的剂量比低碱度的水体要高的多。含亚铁离子高的地下水只要曝气将铁氧化为三价铁,加点石灰提高pH,就可以形成不溶解的氢氧化铁沉淀而除去。32pe水最重要的属性包括温度(T)、盐度(s)、氢离子活度(pH)和电子活度(pe)。前面3个指标大家都很清楚,但电子活度有些人就不大清楚。电子活度是电子浓度的负对数:pe=-log(e)大多数情况下,我们检测水体电子供应能力是采用氧化还原电位计,一般也称氧化还原电位,用符号Eh表示(Eh=pe×0.)。水体中不存在游离的电子,氧化还原反应必须同时发生,也就是说,一种物质被氧化的同时,必须有一种物质被还原。在氧化还原反应中,被氧化物提供电子,称为电子供体,被还原物接受电子,称为电子受体。自然界的生物,除了光能自养的生物外,都是靠氧化还原性物质获得能量的。例如,鱼虾通过氧化碳水化合物获得能量:CH2O+O2—>CO2+H2O在上述反应中,碳水化合物是电子供体,氧是电子受体。如果我们把这个反应分为两个半反应,则有:CH2O+H2O—>CO2+4e+4H在氧化碳水化合物所产生的电子和氢离子必须有受体,好氧生物以氧(O2)做电子受体(和氢受体),构成另一个半反应:4e+4H+O2—>2H2O(Eh°=1.27v)厌氧生物同样需要氧化还原性物质以获得能量,只不过它们的电子受体不是氧。池塘里常见的厌氧生物的无机电子受体主要有硝酸(NO3)、氧化铁、氧化锰、硫酸(SO4)等。如硝酸和硫酸:10e+12H+2NO3—>N2+6H2O(Eh°=1.24v)8e+10H+SO4—>H2S+4H2O(Eh°=0.34v)池塘一旦出现硫化氢就会引起鱼虾死亡,所以,很多朋友尽管不大了解pe或Eh,但都很
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