1 水化學(xué)概論　001
1.1 水化學(xué)的范疇及發(fā)展歷程 001
1.1.1 水化學(xué)的范疇 001
1.1.2 水化學(xué)的發(fā)展歷程 002
1.2 水的性質(zhì)與結(jié)構(gòu) 002
1.2.1 水的物理性質(zhì) 002
1.2.2 水的化學(xué)性質(zhì) 003
1.2.3 水的異常特性與水分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 004
1.3 天然水 005
1.3.1 天然水的組成 005
1.3.2 幾種重要的天然水 012
1.4 污 (廢)水 014
1.4.1 污水的分類 014
1.4.2 主要污染物 016
思考練習(xí)題 018
參考文獻 018

2 化學(xué)動力學(xué)　019
2.1 反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ) 019
2.1.1 化學(xué)反應(yīng)的基本原理 019
2.1.2 影響反應(yīng)速率的因素 021
2.2 反應(yīng)速率方程 022
2.2.1 基元反應(yīng)和非基元反應(yīng) 022
2.2.2 反應(yīng)速率的定義 022
2.2.3 基元反應(yīng)的速率方程 023
2.2.4 化學(xué)反應(yīng)速率方程的一般形式、反應(yīng)級數(shù) 024
2.2.5 速率方程的積分形式 025
2.3 反應(yīng)速率常數(shù)和反應(yīng)級數(shù)的確定 028
2.3.1 微分法 030
2.3.2 嘗試法 032
2.3.3 半衰期法 033
2.4 典型復(fù)合反應(yīng)動力學(xué) 034
2.4.1 可逆反應(yīng) 034
2.4.2 平行反應(yīng) 036
2.4.3 串聯(lián)反應(yīng) 040
2.5 復(fù)合反應(yīng)速率的近似處理方法 044
2.5.1 控制步驟法 044
2.5.2 平衡態(tài)近似法 044
2.5.3 穩(wěn)態(tài)近似法 045
2.6 多相催化反應(yīng)動力學(xué) 046
2.6.1 多相催化反應(yīng)的步驟 047
2.6.2 多相催化反應(yīng)的速率方程 048
2.7 快速反應(yīng)動力學(xué)中常用實驗技術(shù) 051
2.7.1 快速流動技術(shù) 052
2.7.2 激光閃光光解技術(shù) 053
2.7.3 脈沖輻解技術(shù) 054
思考練習(xí)題 055
參考文獻 058

3 酸堿化學(xué)　060
3.1 酸堿的定義 060
3.1.1 離子論 060
3.1.2 質(zhì)子論 061
3.1.3 電子論 062
3.2 酸堿平衡 063
3.3 α-pH和lgc-pH圖 066
3.3.1 一元酸-共軛堿體系的α-pH和lgc-pH圖 066
3.3.2 多元酸-共軛堿體系的α-pH 圖 068
3.4 酸堿強度及影響因素 069
3.4.1 無機酸的強度及其影響因素 069
3.4.2 有機酸的強度及其影響因素 071
3.4.3 堿的強度及其影響因素 075
3.5 pH緩沖溶液和緩沖強度 076
3.5.1 pH緩沖溶液 076
3.5.2 緩沖強度 076
3.6 天然水中的碳酸鹽及緩沖能力 079
3.6.1 碳酸鹽的平衡關(guān)系 079
3.6.2 碳酸鹽體系的堿度和酸度 080
3.6.3 影響堿度的因素 082
3.7 pH對典型水污染控制過程的影響 083
3.7.1 pH對混凝過程的影響 083
3.7.2 pH對吸附過程的影響 084
3.7.3 pH對氧化過程的影響 084
思考練習(xí)題 085
參考文獻 087

4 配位化學(xué)　088
4.1 基本概念 088
4.2 配合物的類型 089
4.2.1 內(nèi)層配合物 089
4.2.2 外層配合物 090
4.3 配合物的穩(wěn)定性 091
4.3.1 金屬離子的性質(zhì) 091
4.3.2 配體的性質(zhì) 092
4.3.3 姜-泰勒效應(yīng) 093
4.4 配位平衡計算 094
4.5 金屬離子的水解——H2O和 OH-為配體 096
4.6 金屬離子與無機配體形成的配合物 098
4.7 金屬離子與有機配體的配合物 099
4.8 配位化學(xué)對金屬離子性質(zhì)的影響 100
4.8.1 影響氧化還原特性 100
4.8.2 影響金屬離子在自然環(huán)境中的遷移 101
4.8.3 影響吸附行為 101
4.8.4 影響金屬離子毒性 102
4.9 配位化學(xué)在水污染控制中的應(yīng)用 102
思考練習(xí)題 103
參考文獻 104

5 沉淀和溶解反應(yīng)　105
5.1 沉淀與溶解動力學(xué) 105
5.1.1 沉淀過程 105
5.1.2 溶解過程 106
5.2 溶度積與溶解度 107
5.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶度積 107
5.2.2 條件溶度積 109
5.2.3 溶解度 109
5.3 溶度積規(guī)則及其應(yīng)用 110
5.3.1 溶度積規(guī)則 110
5.3.2 沉淀的溶解 110
5.3.3 分步沉淀 111
5.3.4 沉淀的轉(zhuǎn)化 113
5.4 沉淀-溶解平衡的影響因素 113
5.4.1 同離子效應(yīng) 114
5.4.2 鹽效應(yīng) 114
5.4.3 酸堿效應(yīng) 115
5.4.4 配位效應(yīng) 115
5.4.5 其他因素 116
5.5 水環(huán)境中典型物質(zhì)的沉淀-溶解平衡 116
5.5.1 金屬氧化物和金屬氫氧化物 117
5.5.2 金屬硫化物 118
5.5.3 金屬碳酸鹽 119
5.5.4 金屬磷酸鹽 121
5.6 化學(xué)沉淀在水污染控制中的應(yīng)用 122
5.6.1 水中重金屬的去除 122
5.6.2 水中磷酸鹽的去除 124
5.6.3 水中離子的鑒定分析 125
思考練習(xí)題 125
參考文獻 126

6 吸附　127
6.1 吸附的類型 127
6.1.1 物理吸附 127
6.1.2 化學(xué)吸附 128
6.1.3 離子交換吸附 128
6.2 吸附平衡 129
6.3 吸附等溫線 129
6.3.1 吸附等溫線的類型 129
6.3.2 吸附等溫式 130
6.4 吸附動力學(xué) 133
6.4.1 吸附傳質(zhì)過程 133
6.4.2 顆粒內(nèi)部擴散方程 133
6.4.3 準(zhǔn)一級反應(yīng)動力學(xué)模型 134
6.4.4 準(zhǔn)二級反應(yīng)動力學(xué)模型 134
6.5 影響吸附的因素 135
6.5.1 吸附劑的性質(zhì) 135
6.5.2 吸附質(zhì)的性質(zhì) 136
6.5.3 pH值 137
6.5.4 離子強度 137
6.5.5 共存物質(zhì) 138
6.5.6 其他因素 139
6.6 吸附機理及水處理中常用吸附劑 139
6.6.1 無機離子的吸附 140
6.6.2 有機物的吸附 142
6.6.3 水處理中常用吸附劑 145
6.7 吸附在水污染控制中的應(yīng)用 146
6.7.1 芳香類有機廢水的治理和資源回收 147
6.7.2 飲用水重大污染事故中的應(yīng)用 147
6.7.3 廢水中重金屬和有機物的去除 147
思考練習(xí)題 148
參考文獻 148

7 氧化還原反應(yīng)　149
7.1 氧化還原反應(yīng)的基本原理 149
7.1.1 氧化還原電對 149
7.1.2 能斯特方程 150
7.1.3 條件電極電位 151
7.1.4 影響條件電極電位的因素 153
7.2 氧化還原反應(yīng)的化學(xué)平衡 157
7.2.1 氧化還原平衡常數(shù) 157
7.2.2 氧化還原反應(yīng)進行程度 158
7.3 氧化還原反應(yīng)的速率 160
7.3.1 反應(yīng)物濃度的影響 160
7.3.2 溫度的影響 161
7.3.3 催化劑的影響 161
7.4 常見氧化還原體系pε-pH圖 163
7.5 天然水中常見的氧化還原條件 165
7.6 水污染控制中的常見氧化還原技術(shù) 166
7.6.1 傳統(tǒng)氧化技術(shù) 166
7.6.2 高級氧化技術(shù) 170
7.6.3 經(jīng)典還原技術(shù) 176
7.6.4 高級還原技術(shù) 179
思考練習(xí)題 181
參考文獻 182

8 光化學(xué)　184
8.1 光的基本性質(zhì) 184
8.2 光化學(xué)基本定律 185
8.2.1 物質(zhì)對光的吸收 186
8.2.2 電子的激發(fā)類型 186
8.2.3 量子產(chǎn)率 187
8.3 光化學(xué)反應(yīng)過程 188
8.3.1 光化學(xué)反應(yīng)的原理 188
8.3.2 光化學(xué)反應(yīng)的類型 188
8.4 天然水體中化合物的光化學(xué)轉(zhuǎn)化過程 193
8.4.1 天然水中光的吸收與衰減 193
8.4.2 化合物的直接光解 196
8.4.3 化合物的間接光解 197
8.4.4 化合物的光解速率 203
8.5 基于光化學(xué)的水污染控制技術(shù) 203
8.5.1 基于紫外光的高級氧化技術(shù) 203
8.5.2 基于紫外光的高級還原技術(shù) 206
8.5.3 光催化氧化技術(shù) 208
思考練習(xí)題 210
參考文獻 210

附錄　213
附表1　弱酸及其共軛堿在水中的解離常數(shù) (25℃,I=0) 213
附表2　微溶化合物的溶度積 (18~25℃,I=0) 215
附表3　標(biāo)準(zhǔn)電極電位 (18~25℃) 217
附表4　條件電極電位 219