1、水化学计算题一、 米氏方程直线化处理（p13）1、米氏方程：式中：V：酶促反应速度，即底物消失速度或产物生成速度；S：限制性底物的浓度；Vmax：最大反应速度，即S足够大时的饱和速度；Km：米氏常数（半饱和常数）：S=K m 时，V=1/2V max米氏方程变换：2、例题在 26，日本星杆藻对 NO- -N 的吸收速率如下：NO3-N（ umol/L） 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0吸收速率（umol/L ） 0.0 4.0 5.7 6.6 7.3 以图解法求出该藻类对吸收速率的半饱和常数 Km 和最大吸收速率 Vmax，并写出Michaelis - Menten 方程 在 26，牟氏
2、角毛藻藻对 NH4+N 的吸收速率如下：NH4+ N（ umol/L） 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0吸收速率（umol/L） 0.0 0.56 1.0 1.36 1.67以图解法求出该藻类对吸收速率的半饱和常数 Km 和最大吸收速率 Vmax，并写出 Michaelis - Menten 方程二、 UIA 或非离子氨含量（ p13）1、2、例题已知某天然淡水 T=15,pH=7.80,总氨（铵）氮 为 1.50mol/L，求水体中的 UIA 含量已知某海水温度为 27，S=25, pH=8.30, 总铵（氨）氮为 0.8mol/L，求水体中的 UIA 含量。不同氯度时的 H+Cl /
3、10-3 0 2 4 6 8 10 1218 20 H+ 1.00 0.845 0.782 0.77 0.76 0.755 0.753 0.75825在不同离子强度下海水及淡水中的 pKaI 0 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8pKa 9.25 9.29 9.32 9.33 9.35 9.35三、 标准曲线制作（p17）四、 离子总量 ST（p22）1、 离子总量是指天然水中各种离子的含量之和ST=i ST=C i i : 第 i 种离子质量浓度单位：mg / l 或 g / kgCi : 第 i 种离子物质的量浓度单位：mmol / l 或 mol / kg2、 例题 溶液中有如下离子
4、，钠离子：23g/l，钙离子：40g/l ，镁离子：36g/l。计算其质量浓度和物质的量浓度（单位电荷为基本单位）？ 水体中物质浓度，计算其质量浓度（mg/L） 、物质的量浓度（单位电荷为基本单元）（mmol/L）a 钾离子 39 毫克/升b 钙离子 40 毫克/升c 钠离子 23 毫克/升，碳酸氢根 61 毫克/升d 钠离子 23 毫克/升，碳酸根离子 60 毫克/升 溶液中有四种离子：钠离子：23g/l，钙离子：40g/l，镁离子：36g/l 和氯离子，请问氯离子质量浓度？五、 盐度与氯度（p24）1、 S = 0.030 + 1.8050Cl大洋海水经验公式为： S = 1.80655
5、Cl2、 例题已知沉淀海水样品中全部卤族元素所需纯标准银的质量与海水样品质量之比为 0.053，计算海水盐度。六、 内插法计算盐度（p25）七、 阿列金分类法（p29）1、 碳酸盐类 C、硫酸盐类 S、氯化物类 Cl钙组 Ca、镁组 Mg、钠组 Na型型型型2、 例题 判断水体类（单位：g/L）：碳酸氢根：61，碳酸根：60，硫酸根：96，氯离子:71碳酸氢根：61，碳酸根：60，硫酸根：192，氯离子:106.5碳酸氢根：61，碳酸根：60，硫酸根：144，氯离子:142 判断水体组（单位：g/L）：钙离子：20，钠离子：23，镁离子：36，钾离子:39钙离子：100，钠离子：46，镁离子：
6、24，钾离子:78钙离子：20，钠离子：46，镁离子：36，钾离子:78 水体型判断（单位：g/L）：碳酸氢根：61，碳酸根：60，硫酸根：96，氯离子:35.5钙离子：20，钠离子：23，镁离子：36，钾离子:39碳酸氢根：61，碳酸根：60，硫酸根：192，氯离子:106.5钙离子：100，钠离子：46，镁离子：36，钾离子:78 已知长江水主要离子含量如下（单位：mg/L)：Ca2+：100.0，Mg 2+：48.0， Na+：184.0SO42-：144.0，HCO3 -：244.0，Cl-：213.0，CO3 2-：120.0试用阿列金分类法判断其水型？（注：不考虑各成分间化学反应如
7、沉淀等） 根据以下水质主要离子成分的分析结果：Ca2+：59.4mg/L，Mg 2+：99.2mg/L，NH+：0.01mg/LSO42-：190mg/L，HCO3 -：0.84mmol/L，Cl-：1146mg/L1/2CO32-：0.13mmol/L，NO 3-：0.13mg/L依据阿列金分类法判断以上水体属何类型，并用符号表示之。八、 硬度表示单位（p37）1、 mmol/L，mg/L，德国度 HG1mmol/L=2.804 HG =50.05 mg/L （ CaCO3）、型水：总硬度=C 1/2Ca2+C1/2Mg2+，暂时硬度 a=C HCO3-+C1/2CO32-，永久硬度 b=总
8、-暂型水：总硬度=暂时硬度 a= C 1/2Ca2+C1/2Mg2+，永久硬度 b=02、 例题鱼池水中含碳酸氢钙 200 毫克每升，碳酸氢镁 120 毫克 每升。计算水中总硬度，并以三种单位表示。已知长江水主要离子含量如下（单位：mg/L)Ca2+：100.0，Mg 2+：48.0， Na+：184.0SO42-：144.0，HCO3 -：244.0，Cl-：213.0，CO3 2-：120.0计算下列水体总硬度、永久硬度和暂时硬度？（并以三种单位表示）鱼池水中 Ca(HCO3)2 162mg/L, Mg(HCO3)2 146mg/L,NaHCO384mg/L,MgCl2 190mg/L N
9、aCl117mg/L。计算水中的总硬度、暂时硬度、永久硬度，并以三种单位表示之。已知水体各离子浓度如下：Ca2+：59.4mg/L，Mg 2+：49.2mg/L，NH+：0.01mg/LSO42-：190mg/L，HCO3 -：1.72mmol/L，Cl-：142mg/LCO32-：0.00673mmol/L，NO 3-：0.13mg/L请据此判断水型，计算离子总量、硬度（三种单位表示） 。九、 碱度（ALK）和酸度（p42，p63）：1、 总碱度 AT = HCO 3- +2 CO3 2- + H4BO 4- +OH-H+海水碱度 HCO 3- +2 CO 32- + H4BO 4- AT淡
10、水 = HCO 3- +2 CO 32-+ OH-H+pH4.2：甲基橙碱度（A T）= HCO 3- +2 CO 32-+ OH-H+（甲基橙）无机酸度=H+-OH- HCO 3- -2 CO 32-+ pH8.3：酚酞碱度 App= CO 32-+ OH- H 2CO3*-H+总酸度=H+- OH-+ H 2CO3*- CO 32-1mmol/L=2.804 HG =50.05 mg/L （ CaCO3）滴定过程反应：V P: 酚酞指示剂消耗盐酸体积 VT: 消耗盐酸总体积 VP=VOH-+VCO32-V T-VP=VHCO3-+VCO32-V CO32-xVOH-0V P=0：V OH-
11、=0，V CO32-=0，V HCO-=VT只有 HCO3-V T=VP： V HCO-=0，V CO32-=0，V OH- =VT只有 OH-V T=2VP： V HCO-= VOH-=0，V CO32-=VP只有 CO32-V T2VP： V HCO-= VT-2VP ，V OH-=0，V CO32-=VPCO32-与 HCO3-共存（V P）V T2VP： V OH-= 2VP-VT， V HCO-=0，V CO32-= VT-VPOH-与 HCO3-共存2、 例题取 50ml 某淡水水样测定其碱度，向该水样中加入酚酞试剂后变红，逐滴加入 0.1 mmol/L 稀盐酸，当溶液变为无色时消
12、耗稀盐酸 5.0ml，然后加入甲基红亚甲基蓝试剂，继续滴定，溶液由橙黄变为浅紫红色时消耗稀盐酸共计 16.0ml。计算水中总碱度、构成碱度各组分及浓度、碱度当加入甲基红亚甲基蓝试剂溶液变为浅紫色消耗稀盐酸共计 8.0ml 时，总碱度、构成碱度各组分及浓度。取 100ml 某水样测定其碱度，向该水样中加入酚酞试剂后变红，逐滴加入 0. 2 mmol/L 稀盐酸，当溶液变为无色时消耗稀盐酸 3.0ml，然后加入甲基红亚甲基蓝试剂，继续滴定，溶液由橙黄变为浅紫红色时消耗稀盐酸共计 VTml。计算水中总碱度、构成碱度各组分及浓度、碱度。V T=3，V T=5，V T=6，V T=8十、 溶解气体（p5
13、0）1、 亨利定律 c=KHpc：气体的溶解度（mg/L）p:溶解平衡时某气体在液面上的压力（KPa）KH:亨利常数，温度、含盐量一定时亨利常数为定值。 （ml/(LKPa）)道尔顿分压定律 pB=pT BpB：分压力，p T：混合气体的总压力， B：气体 B 的分压系数饱和度：溶解气体实际含量（c）与同温同盐条件下其溶解度(c s)的比值。P=PO2+PN2+PCH4+PW0，氧分压 PO=PT B=(P-PW0) BP：各组分气体压强总和，P O2: 氧气分压PN2：氮气分压，P W0：水蒸气分压2、 例题已知 20氧气在纯水溶解的亨利常数 KH=31.0mlL-1atm-1，试计算压力为
14、 161KPa 的干燥空气中的氧气在水中的溶解度。 （已知干燥空气中氧气的体积分数 =20.95 ，一个标准大气压记为 1atm=101.325KPa）20时，101.325kPa 甲烷水中溶解度 23.2mg/L ，如在2.1m 深甲烷池底不断释放含甲烷 40%（体积分数）的气泡，求 20底层水中甲烷含量最大可能达到多少？假定 2.1m 深处压力为 1.2atm。已知 25时，101.3kPa 纯氧溶解平衡的水中溶氧含量为 28.3ml/L，饱和水蒸气压为3072.7Pa，试计算 25时大气压强为 101.3kPa 的饱和湿空气中氧气在水中的溶解度。利用氧气在 1atm 下饱和含量 10.0
15、7mg/L ，计算湖面大气压力为 85.2kPa，水温 15时氧气的溶解度。设湖水为淡水。25时淡水中，氮气溶解达到饱和，求在水表面和水深 2m 处，水中氧气含量达到多少时，有可能出现气泡病？假定气泡病要求气体分压总和在水中流体静压力 120%以上，水面压力为 101.3kPa ，25 饱和蒸气压为 3.166kPa，氧气溶解度为 8.25mg/L 青海湖总含盐量 ST=12.5g/L，湖面海拔 3195m，试计算 20时青海湖水溶氧为8.50mg/L 时的饱和度。平均大气压随海拔高度变化表h(km) 0 1 2 3 4 5 20P(kP 101.3 89.46 79.06 69.86 61.
16、73 54.00 5.47不同温盐下水中氧气溶解度（ml/L）盐度t( ) 0 5 10 15 20 25 3020 6.35 6.17 5.99 5.81 5.64 5.48 5.32淡水在水温 18、通入压力 P1=1.0105Pa 的湿度饱和的空气达到溶解平衡。把这样的水放到海拔 2.7km 的高原上去（气压 P2=7.2104Pa） ，水中溶氧的溶解度及饱和度是多少？假定温度不变化，水中气体不逸出。已知 18时淡水的溶解氧含量为 9.45mg/L，水的饱和蒸气压 Pw=2.1kPa。湖泊海拔 2195m，总含盐量 ST=7.5g/L，试计算 20时青海湖水溶氧为 8.50mg/L 时的
17、饱和度。20淡水饱和蒸汽压为 2.34kPa,标准大气压 101.33kPa（表见上）十一、溶氧补水2、例题面积 0.40 hm2 水深 2m 的鱼池，池水 20时溶氧量为 4.00mg/L。用流量 60m3/h 的水泵补充相同温度被空气饱和的水库水 4h。问池水平均每升可补充多少氧气？十二、测水呼吸和泥呼吸（黑白瓶法） （p55）1、 测水呼吸：日呼吸：初-黑，日光合（毛产氧）：白-黑，日净产氧：白-初测泥呼吸：水呼吸（mg/L）：初-黑，泥呼吸（mg/L）：初-水-白泥呼吸日耗氧（mg/d）：泥（mg/L）*体积（L）*24h/时间（h）泥呼吸耗氧率（g/(m 2d)）：泥呼吸日耗氧（mg
18、/d）/1000/面积（m 2）2、 例题 试计算各水层光合作用速率，日耗氧速率及 1.8m 深 1m2 水柱日毛产氧量和日净产氧量（单位:g/m2.d） 。 （表中单位 mg/L）挂瓶深 度 （ cm） 0 20 40 60 100 180 0初始溶氧 7.57 7.57 8.00 8.00 6.40 3.42 7.5724h 后 白瓶溶氧 17.57 19.57 16.00 14.00 4.40 2.42 17.5724h 后 黑瓶溶氧 4.57 1.57 4.00 2.00 3.40 1.42 4.57 用直径 8cm 的圆柱状采泥器（不透光）采上 5cm 厚的底泥，封上底部，从上盖孔中
19、用虹吸法取出上覆水弃去，再缓慢注入经曝气的池水至满，盖严后放入水中 10h 取出，测定上覆水溶氧为 4.5mg/L.刚注入时水溶氧为 9.2mg/L。同样经曝气池水注入黑瓶中置于同等位置水中 10h 后，瓶中水溶氧为 6.4mg/L，泥上注入的水量为 756ml。试计算底泥耗氧速率。 （单位：g/(m2.d)） 用边长 80cm 正方形采泥器采上 10cm 厚的底泥，封上底部，从上盖孔中用虹吸法取出上覆水弃去，再缓慢注入经曝气的池水至满，盖严后放入水中 10h 取出，测定上覆水溶氧为 5.5mg/L.刚注入时水溶氧为 9.5mg/L。同样经曝气池水注入黑瓶中置于同等位置水中 10h 后，瓶中水
20、溶氧为 7.5mg/L，泥上注入的水量为 1000ml。试计算底泥耗氧速率。 （单位：g/(m 2.d)）十三、PH 调整（p70）1、 封闭体系（酸碱中和）：C T,CO2不变=fA T开放体系（地下水曝气）：碱度恒定2、 例题有水温为 20、碱度 AT3.6mmol/L、pH 为 6.6 的地下淡水，今需加入 NaOH 使其pH=7.5，问 1m3水需用 NaOH 固体多少克？假定加入 NaOH 后没有沉淀生成。水温为 20、碱度 AT3.6mmol/L、pH 为 6.6 的地下淡水，硬度很低，在曝气过程中不会生成 CaCO3 沉淀。问这种地下水充分曝气后，pH 是多少？设气相 CO2 分
21、压为0.00030101.325KPa，CO2 亨利常数 KH=3.8910-4mol/(m3Pa)pH 为 9.1 的鱼池水 AT2.5mmol/L，补入 pH=6.5，A T4.0mmol/L 井水 20体积。问：混合水 pH 是多少？气相 CO2 分压 PCO2（g） =0.0003101.325KPa。有一 20淡水养鱼池，面积为 1.00 hm2，水深平均为 1.5m。池水 pH 高达9.5，A T2.00mmol/L，若拟用浓 HCl 将池水 pH 中和到 9.0。问需用多少浓盐酸？设浓盐酸的浓度为 12mol/L。十四、硼酸盐电离平衡（p73）1、 海水中总硼量与氯度：C T,Bmmol/L=2.2x10-2Cl硼酸盐碱度：A Bmmol/L=H4BO4-mmol/L=2、 例题 水温 20的海水中硼酸盐碱度是多少？硼酸在海水中的电离常数K B/ 109 t()Cl()12 16 20 240 0.52 0.56 0.60 0.6510 1.41 1.51 1.62 1.7815 1.44 1.55 1.70 1.82
