水环境氧化还原化学

本书以水环境氧化还原化学为核心，系统阐释水相体系中酸碱平衡与氧化还原反应的理论体系与计算方法，旨在构建“基础理论-计算方法-实践应用”三位一体的知识框架。全书共有三章：第一章主要介绍水的基本性质、水环境化学以及基础的动力学和热力学概念；第二章主要介绍酸碱平衡反应涉及的概念以及一些常用计算方法；第三章介绍氧化还原反应理论，结合典型环境案例剖析（自由基化学、氧气的光化学、高级氧化还原技术等），帮助学生理解和体会从理论认知向工程应用的转化路径。

前言
第一章 水环境化学 1
第一节 水环境 1
一、水圈和水环境 1
二、天然水的分布 2
三、天然水的循环 2
四、天然水的组成 4
五、水体污染与控制 7
第二节 水的性质 10
一、水分子的结构与性质 10
二、氢键赋予水不同寻常的性质 14
三、水的溶剂效应 16
四、水在界面上的独特性质 21
第三节 水化学中的常见基本概念 22
一、酸度 22
二、碱度 23
三、硬度 24
四、浊度 24
五、碳酸平衡 24
六、缓冲能力 25
七、化学需氧量 25
八、生化需氧量 25
第四节 水化学反应基础 25
一、基元反应 26
二、量化反应的方法 27
三、化学热力学 29
四、反应动力学 32
五、热力学与动力学的关系 34
六、一些典型化学反应的动力学 35
七、非基元反应的速率和平衡常数 36
八、总反应的动力学 37
九、限速步骤和一些经典的模型反应途径 38
参考文献 42
第二章 酸碱平衡 46
第一节 基本概念 46
一、水的解离 46
二、酸碱理论 47
三、强弱酸碱 49
四、碱度和电负性 52
五、分布系数 53
六、酸碱形态随pH 的变化 53
七、物种和组分 62
八、氢的物质平衡方程 65
第二节 平衡系统中的组成计算 66
一、平衡常数表达式 67
二、五种计算方法 68
第三章 氧化还原 105
第一节 氧化还原的基本概念 106
一、氧化还原的定义 106
二、判断氧化还原的方法 106
三、氧化数的计算方法 108
四、氧化还原反应的配平方法 110
第二节 氧化还原的表达 112
一、氧化还原半反应 112
二、自由电子的活度 113
三、还原电势的表达 114
四、组合半反应 116
第三节 还原电势的测定和表达 118
一、电极和电化学反应 118
二、利用外加电势调控电化学反应 122
三、还原电势的测定 122
四、pe与pH的关系 126
五、还原电势的表达形式 130
第四节 与水环境密切相关的一些概念和过程 134
一、自由基化学 134
二、氧气的光化学 136
第五节 高级氧化还原技术 141
一、高级氧化技术（AOPs）的发展历史 142
二、高级还原技术（ARPs）的发展历史 150
三、高级氧化还原过程（AORPs） 152
参考文献 162