Hóa kỹ thuật môi trường - Chương 1: Mở đầu

1TÊN MÔN HỌC: HÓA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Bộ môn: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG 1 Giảng viên: ThS Lê Nguyễn Kim Cương ThS Nguyễn Văn Phương Mục tiêu của học phần: v Có khả năng nắm được cơ sở của các quá trình xử lý chất thải. Tài liệu học tập: Giáo trình: Hóa kỹ thuật môi trường, do bộ môn biên soạn. Sách tham khảo: [1] Lê văn Cát – Cơ sở hóa học và kỹ thuật môi trường – NXB Thanh niên, Hà nội 1999. [2] Nguyễn Văn Bảo, Hóa nước, NXB XD 2002. [3] Clair N. Sawyer, Perry l McCarty, Gene F.Parkin – Chemistry and environmental Engineering, Mc Graw Hill, 1994. Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên v Dự lớp: trên 75%. v Thảo luận theo nhóm. v Tiểu luận: có. v Kiểm tra thường xuyên. v Thi giữa học phần. v Thi kết thúc học phần. 2Phân bố thời gian Phân bố thời gian TT Nội dung chương trình Số tiết LT Thực hành Tự học Ghi chú 1 Chương 1: TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC 2 2 4 2 Chương 2: CÂN BẰNG HÓA HỌC 3 3 6 3 Chương 3: ĐỘNG HỌC VÀ XÚC TÁC 7 7 14 4 Chương 4: HỆ PHÂN TÁN 8 8 16 5 Chương 5: HỆ KEO 6 6 12 6 Chương 6: HẤP PHỤ 8 8 16 7 Chương 7: TRAO ĐỔI ION 7 7 14 8 Chương 8: QUÁ TRÌNH MÀNG 4 4 8 Tổng cộng 45 45 90 LOGO TÊN MÔN HỌC: HÓA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC Chương 1 - TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC 1.1. NƯỚC VÀ DUNG DỊCH NƯỚC 1.2. BIỂU DIỄN NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT TRONG NƯỚC 1.1. NƯỚC VÀ DUNG DỊCH NƯỚC Hình 1.1. Phân bố khối lượng nước trên Trái đất 31.1. NƯỚC VÀ DUNG DỊCH NƯỚC v Bao gồm các nguồn nước như đại dương, sông, hồ, băng ở hai cực, nước ngầm. v Nước đại dương chiếm 97,4%, lượng nước ngọt con người sử dụng khoảng 1%. v Vai trò của nước rất quan trọng: trong đời sống của mọi sinh vật sống, trong sản xuất công nghiệp. 1.1.1. Cấu tạo phân tử nước (H2O) Hình 1.2. Góc hóa trị của phân tử nước Hình 1.5. Liên kết hydro giữa các phân tử nước 1.1.1. Cấu tạo phân tử nước (H2O) Tính chất hóa học của H2O Tính phân cực Hình thành liên kết hydro Tạo các hydrate Với ion KLN 4Các ứng dụng vKhả năng hòa trộn các chất ô nhiễm. - Hòa tan: chưng cất, kết tủa, hấp phụ, trích ly. - Lơ lửng: lắng, lọc, ly tâm. - Keo: lọc áp suất cao… vLàm dung môi trong xử lý khí thải: SO2, SO3, NOx , H2S… 1.1.2. Tính chất vật lý Nước là một chất lỏng trong suốt, không màu, không mùi, không vị ở ĐK thường, với các tính chất riêng biệt như: - Khối lượng riêng. - Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy. - Nhiệt dung riêng. - Sức căng bề mặt. Khối lượng riêng. Hình 1.7. Mối tương quan giữa khối lượng riêng và nhiệt độ của nước Khối lượng riêng nước đá nhẹ hơn. vNước đá nhẹ do có cấu trúc khá rỗng và khi nước đá bắt đầu chảy thì liên kết hydro bị đứt ra một phần, các phân tử nước xích lại gần nhau hơn, klr nước tăng. vKhi nhiệt độ tăng: quá trình chuyển động của các phân tử làm đứt các liên kết hydro và khoảng cách các phân tử nước tăng lên, klr nước nhẹ hơn. 5Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy v Hình 1.9. Nhiệt độ sôi của nước và một số chất khác có cùng áp suất Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy v Nước có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi đều quá cao so với các hợp chất tương tự với nó. v Nhiệt độ sôi của nước giảm theo độ cao. Nhiệt dung riêng v Nhiệt dung riêng: lớn nhất so với mọi chất lỏng và chất rắn. Hình 1.13. Nhiệt chuyển pha của nước 6Sức căng bề mặt v Nước có sức căng bề mặt lớn hơn hầu hết các chất lỏng khác. 1.1. NƯỚC VÀ DUNG DỊCH NƯỚC 1.1.3. Tính chất hóa học • Dung môi điện ly tốt. • Tính ô xy hóa – khử: lưỡng tính 1.1.3. Tính chất hóa học • Nước còn là chất xúc tác cho rất nhiều phản ứng. • Tham gia phản ứng thủy phân. • Tạo phức aquơ: [Fe(H2O)6]2+, [Cr(H2O)6]3+… 1.2. BIỂU DIỄN NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT TRONG NƯỚC vNồng độ phần trăm (C%) . vNồng độ mol (CM) , mol/l vNồng độ đương lượng (CN) Đlg/l. vNồng độ phần mol. 71.2. BIỂU DIỄN NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT TRONG NƯỚC Biễu diễn đơn vị đo thường gặp trong hóa học môi trường: v Đơn vị phần triệu khối lượng (ppm) v Đơn vị mg/l v Đơn vị mgCaCO3/l