Giáo trình Hóa và vi sinh vật nước

Tham khảo sách giáo trình hóa và vi sinh vật nước, khoa học tự nhiên, công nghệ môi trường phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Hóa và vi sinh vật nước LỜI MỞ ĐẦU Giáo trình “Hóa và vi sinh vật nước” là tài liệu được biên soạn để phục vụ choviệc giảng dạy, học tập của giáo viên và học sinh - sinh viên ngành Cấp thoát nước.Tài liệu cung cấp những kiến thức cơ sở về hai lĩnh vực: Hóa học nước và Vi sinh vậttrong nước. Giáo trình được biên soạn theo đề cương học phần “Hóa và vi sinh vật nước” ởbậc cao đẳng ngành Cấp thoát nước đã được Hội đồng Khoa học và Đào tạo nhàtrường thông qua. Giáo trình gồm 2 phần: Phần I - Hóa học nước - Giới thiệu thành phần hoá học cũng như đặc tính lý,hóa, sinh tạo nên chất lượng các loại nước, các phương pháp phân tích thành phần củanước. Những kiến thức này phục vụ trong nghiên cứu, điều tra, quan trắc và quản lýchất lượng môi trường nước tự nhiên. Phần II - Vi sinh vật trong nước - Giới thiệu những kiến thức cơ bản về vi sinhvật, vi sinh vật chỉ thị, vi sinh vật trong quá trình xử lý nước,… Giáo trình không những phục vụ cho việc giảng dạy, học tập học phần “Hóa vàvi sinh vật nước” mà còn là tài liệu tham khảo cho sinh viên trong quá trình thực tậphọc phần thí nghiệm nước. Mặc dù đã hết sức cố gắng, song do biên soạn lần đầu, giáo trình không tránhkhỏi những thiếu sót. Kính mong các đồng nghiệp và bạn đọc đóng góp ý kiến để giáotrình được hoàn thiện hơn. Tác giả http://www.ebook.edu.vn PHẦN 1: HÓA HỌC NƯỚC Chương 1: MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ HÓA NƯỚC1. 1. Nước và tính chất của nước1.1.1. Thành phần, cấu tạo và tính chất của nướca. Thành phần, cấu tạo của nước Nước là một hợp chất hoá học rất đặc biệt, trong đó mỗi nguyên tử hiđro góp mộtđiện tử vào đôi điện tử dùng chung với nguyên tử oxy để tạo thành liên kết cộng hóatrị. Trong mỗi phân tử nước có hai nguyên tử hiđro và một nguyên tử oxy. 3000 C H2 O2 H2O Hai nguyên tử hiđro liên kết với oxy tạo góc liên kết 105o. Trong nguyên tử oxy, hạt nhân của nó thường có điện tích rất mạnh. Chính vì thếnó có xu hướng kéo điện tử bật khỏi nguyên tử hiđro nhỏ hơn. Kết quả là chúng có ưuthế trong mối liên kết cộng hóa trị. Do đó, trong phân tử nước có điện tích dương gầnvới nguyên tử hiđro và có điện tích âm gần với nguyên tử oxy. Hyđro có 3 đồng vị Proti (1H), Dơtri (2H) và Triti (3H). Trong thiên nhiên 1Hchiếm từ 99,985 ÷ 99,986% tổng số nguyên tử; 2H chiếm từ 0,0139 ÷ 0,0151% tổng sốnguyên tử; đồng vị 3H có tính phóng xạ, với chu kỳ bán hủy là 12,4 năm. Oxy cũng có 6 đồng vị: 14O, 15O, 16O, 17O, 18O, 19O nhưng chỉ có 3 đồng vị thiênnhiên là 16O (chiếm 99,759% tổng số nguyên tử), trong khi đó 17O (chiếm 0,037%) và18 O (chiếm 0,037%). Hiđro được phát hiện vào thế kỷ thứ 16, do nhà giả kim thuật người thụy sỹ làparaxen (1493-1541). Oxy được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1711 do Karl WilhemScheele do một nhà hóa học người thụy điển (1742-1786). Nước có M = 18 là nước thường, chiếm 99,8% tổng lượng nước tự nhiên. Nước có M ≥ 19 là nước nặng, chiếm 0,2% tổng lượng nước tự nhiên. Hàm lượng các loại nước nặng trong tự nhiên phân bố rất khác nhau. Nguyênnhân là do hàng loạt các quá trình vật lý, hóa học, sinh học xảy ra khác nhau tạo ra sựphân bố các đồng vị (H và O) khác nhau. Nước là một phân tử phân cực, nên các phân tử nước có tính chất hấp dẫn lẫnnhau nhờ lực hút tĩnh điện. Sự hấp dẫn này tạo nên mối liên kết hiđro, nhờ đó ở nhiệtđộ thường chúng ở trạng thái lỏng. Giữa các nhóm phân tử nước tồn tại xen kẽ với cácphân tử nước đơn lẻ: mH2O ⇔ (H2O)m có ΔH < 0. Giá trị m thay đổi theo nhiệt độ (ở thể hơi m = 1; ở thể rắn m = 5;...). Ở trạng thái rắn, cấu trúc cơ bản gồm một phân tử nước ở trung tâm và bốn phântử xung quanh, tập hợp thành hình dạng tứ diện (hình 1). 1 http://www.ebook.edu.vn Sự bền hóa cấu trúc của nước đá không những do có mặt các ion lỗ trống của nó,mà còn do đưa thêm vào những phân tử tạo được liên kết hiđro với các phân tử nước.Mặt khác, cấu trúc của nước được làm bền, khi nước còn nằm ở trạng thái lỏng và khitrộn lẫn nó với chất khác.b. Một số tính chất của nước - Nước thường và nước nặng có những tính chất vật lý khác nhau: Bảng 1. Một số tính chất vật lý của nước Nước thường Nước nặng Tính chất vật lý 1 Η 2 16Ο (Η 2Ο ) 2 Η 2 16Ο ( D2Ο ) Tỷ khối (d) ở 277oK 1 1,1056 To nóng chảy (oK) 273 276,8 To sôi (o ...