第八章 氧化还原
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[化学]8第八章 氧化-还原反应
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氢分子生成氢原子 烯烃的π键打开与氢原子成键 氢原子转移到烯碳原子上，从被吸附的一侧加成 由π络合物转变成σ络合物
R R H H + R2C=CR2 H H C C
R R
金属催化剂表面
R R C H C
R R R H
R C H C
R R
H
多相催化加氢：
氢原子常由位阻少的方向加成
林德拉催化剂（Lindlar cat.）
第八章
氧化-还原反应
氧化反应：增加氧，减少氢的反应
还原反应：增加氢，减少氧的反应
分类：
被氧化-还原的化合物
氧化-还原试剂（O-R） 氧化反应的历程有些仍不太成熟
氧化反应：
催化氧化
（工业用） 氧化剂用空气或氧气
及催化剂
实验室氧化用试剂
烃类的氧化：
烯烃的氧化：氧化剂有KMnO4，OsO4，RCO3H， H2CrO4，O3 稀冷高锰酸钾（或碱性）氧化（顺式加成两个羟基）
臭氧氧化：双键上的H2C=变为H2C=O；
RCH=变成RCH=O，R2C=变成R2C=O
芳烃的氧化：
具有α-氢的侧链烷基易氧化为羧基
芳烃的氧化：
芳烃的氧化：
无α-氢的芳烃不反应或芳环打开
(CH3)3C KMnO4 (CH3)3C-COOH
苯胺或苯酚：
苯环上电子云密度较大易被氧化
低压氢化：催化剂为贵金属、铂、钯、镍、
Raney镍、压力1～4个大压 低温
高压氢化：催化剂为Raney镍
压力100～300
个大压 高温
碳-碳重键，碳-氮重键、硝基、醛酮的羰基均用
低压氢化
芳环、杂环、羧酸衍生物用高压氢化
R R H H + R2C=CR2 H H C C
R R
金属催化剂表面
R R C H C
R R R H
R C H C
R R
H
多相催化加氢：
氢原子常由位阻少的方向加成
林德拉催化剂（Lindlar cat.）
第八章
氧化-还原反应
氧化反应：增加氧，减少氢的反应
还原反应：增加氢，减少氧的反应
分类：
被氧化-还原的化合物
氧化-还原试剂（O-R） 氧化反应的历程有些仍不太成熟
氧化反应：
催化氧化
（工业用） 氧化剂用空气或氧气
及催化剂
实验室氧化用试剂
烃类的氧化：
烯烃的氧化：氧化剂有KMnO4，OsO4，RCO3H， H2CrO4，O3 稀冷高锰酸钾（或碱性）氧化（顺式加成两个羟基）
臭氧氧化：双键上的H2C=变为H2C=O；
RCH=变成RCH=O，R2C=变成R2C=O
芳烃的氧化：
具有α-氢的侧链烷基易氧化为羧基
芳烃的氧化：
芳烃的氧化：
无α-氢的芳烃不反应或芳环打开
(CH3)3C KMnO4 (CH3)3C-COOH
苯胺或苯酚：
苯环上电子云密度较大易被氧化
低压氢化：催化剂为贵金属、铂、钯、镍、
Raney镍、压力1～4个大压 低温
高压氢化：催化剂为Raney镍
压力100～300
个大压 高温
碳-碳重键，碳-氮重键、硝基、醛酮的羰基均用
低压氢化
芳环、杂环、羧酸衍生物用高压氢化
第八章 氧化还原(新)
3.电池电动势的形成及符号 ø = + ø –ø ø、 ø单位：V ø：标准电池电动势 ：非标准电池电动势
5.标准电极电位表
标准电极电位：在电极反应条件下，对某物质氧化型 得电子或还原型失电子能力的量度
电对的电极电位数值越正，该电对中氧化型 的 氧化能力(得电子倾向)越大 电对的电极电位数值越负，还原型还原能力越强
氧化还原电对 一个氧化还原反应包含氧化、还原两过程，故拆分为两半反应。 例 Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu 氧化反应： Zn Zn2+ + 2e 还原反应： Cu2+ +2e Cu 每个半反应表明了某元素高低不同氧化态之间的转化关系 [氧化型] + ne [还原型] 正向为还原，逆向为氧化，它们彼此依存，相互转化，关系与 共轭酸碱对一样。称为氧化还原电对（电对）。 电对符号：[氧化型]／[还原型] [小结]每个氧化还原反应至少有两个电对，分别称为氧化剂电 对和还原剂电对。 氧化剂——氧化剂电对的氧化型充当 还原剂——还原剂电对的还原型充当
M活泼: 溶解 > 沉积 +-+-+-+--
M(s)
溶解 沉淀
Mn+ (aq) + ne-
M不活泼: 沉积 > 溶解 -+ -+ -+ -+ ++++Mn+ 浓
-+ -+ -+ -+
Mn+ 稀
电极电势： E(Mn+/M)；电池电动势：E=E(+)-E(-)
根据这个理论，可以很好的解释CuZn原电池中检流计偏向的现象。由于 Zn比Cu活泼，故Zn电极比Cu电极上的 电子密度大（上述平衡更偏向右方）。 Zn2+/ Zn电对的电极电势更负一 些，所以电子从Zn极流向Cu极。
第八章氧化还原反应和电化学基础
(3)多原子分子中，所有的元素氧化数的代数和 等于零；多原子离子中各元素氧化数的代数和等 于该离子所带的电荷数。
(4)氢在化合物中的氧化数一般为+1，但在金属氢 化物，如NaH、CaH2中，氢的氧化数为－1。氧在 化合物中的氧化数一般为－2，但在过氧化物，如 H2O2、BaO2等中，氧的氧化数为－1。在超氧化 物，如KO2中，氧的氧化数为－1/2。在氟氧化物， 如OF2中，氧的氧化数为+2，氟在化合物中的氧化 数皆为－1。
本章内容
§8.1 氧化还原反应 §8.2 原电池和电极电势
§8.1 氧化还原反应
氧化还原反应：有电子得失或电子转移的反应，被 称为氧化还原反应。
8.1.1 氧化值和化合价
为了表示化合物中各元素的原子同其他原子结合的 能力，19C中叶引入“化合价”的概念。
化合价是表示元素原子能够化合或置换1价原子（H） 或1价集团（OH- ）的数目，也表示化合物中某原 子成键的数目。
2KClO3=2KCl+2O2
(3)若氧化数的变化发生在同一物质中同一元素的 不同原子间的氧化还原反应称为歧化反应。 如:Cu+在水溶液中的反应： 2Cu+=Cu+Cu2+
(4) 若氧化数的变化发生在不同物质的同一元素 间的氧化还原反应称为反歧化反应。如: Hg2+ + Hg = Hg22+
氧化还原半反应 ：
例10-1 计算下列物质中带*元素的氧化数。
H2S*O4、S*2O32－、S4*O62－、Mn*O4－、Fe3*O4
6
2
2.5
7
8/3
指出下列物质中各元素的氧化数：
+1 +7 -2 +1 -2 +1 -1 +1 -1
(4)氢在化合物中的氧化数一般为+1，但在金属氢 化物，如NaH、CaH2中，氢的氧化数为－1。氧在 化合物中的氧化数一般为－2，但在过氧化物，如 H2O2、BaO2等中，氧的氧化数为－1。在超氧化 物，如KO2中，氧的氧化数为－1/2。在氟氧化物， 如OF2中，氧的氧化数为+2，氟在化合物中的氧化 数皆为－1。
本章内容
§8.1 氧化还原反应 §8.2 原电池和电极电势
§8.1 氧化还原反应
氧化还原反应：有电子得失或电子转移的反应，被 称为氧化还原反应。
8.1.1 氧化值和化合价
为了表示化合物中各元素的原子同其他原子结合的 能力，19C中叶引入“化合价”的概念。
化合价是表示元素原子能够化合或置换1价原子（H） 或1价集团（OH- ）的数目，也表示化合物中某原 子成键的数目。
2KClO3=2KCl+2O2
(3)若氧化数的变化发生在同一物质中同一元素的 不同原子间的氧化还原反应称为歧化反应。 如:Cu+在水溶液中的反应： 2Cu+=Cu+Cu2+
(4) 若氧化数的变化发生在不同物质的同一元素 间的氧化还原反应称为反歧化反应。如: Hg2+ + Hg = Hg22+
氧化还原半反应 ：
例10-1 计算下列物质中带*元素的氧化数。
H2S*O4、S*2O32－、S4*O62－、Mn*O4－、Fe3*O4
6
2
2.5
7
8/3
指出下列物质中各元素的氧化数：
+1 +7 -2 +1 -2 +1 -1 +1 -1
第八章 氧化还原反应
符号为E （Ox/Red）
• 所有的气体分压均为1×105Pa； • 溶液中所有物质的活度均为1mol· －1； kg • 所有的纯液体或固体均为1×105Pa条件下 最稳定或最常见的形态。
参比标准 理论上将298K时标准氢电极的电势规定 为 0v，与之对应的半电极为： 2H+ + 2e－ H2 E =0v
在一定程度上反映了水溶液中氧化还
原反应的实际过程。
平衡离子方程式时用H2O分子和它的两
个组成离子（H3O+ 和OH- ）之一调整配
平电荷数和氢氧原子数。
酸性介质中的反应选用H3O+离子； 碱性介质中的反应选用OH-。 任何情况下不允许反应式中同时出现 H3O+和OH-。
8.1.2.2 半反应法
子，在多数情况下是H原子和O原子。 10HClO3 + 3P4 + 18H2O → 10HCl +12 H3PO4
5. 最后将箭头改为等号。
10HClO3 + 3P4 + 18H2O = 10HCl + 12H3PO4
例：配平 PbO2 + Mn2+ + H+ → Pb2+ + MnO4-
1. 标出氧化值
例：判断标准态条件下 2Au + 3Cl2 = 3Au3+ + 6Cl- 可否自发进行。
解：
Au → Au3+ + 3e
Cl2 +2e → 2Cl-
查表得： E (Au3+/Au) = +1.42V
E (Cl2/Cl- = +1.36V )
E =E (Cl2/Cl-)－ E (Au3+/Au)
第八章 氧化还原反应
第八章氧化还原反应第一节基本概念有电子得失或电子转移的反应，被称为氧化还原反应。
氧化:还原:Zn2+ Zn - 2eCu Cu2+ + 2eZn + Cu2+Zn2+ + Cu氧化剂:还原剂:Cu2+Zn半反应①单质中，元素的氧化值为零。
②在单原子离子中，元素的氧化值等于该离子所带的电荷数 。
③在大多数化合物中，氢的氧化值为 +1；只有在金属氢化物中氢的氧化值为 -1。
④通常，氧在化合物中的氧化值为-2；但是在过氧化物中，氧的氧化值为-1，在氟的氧化物中，如OF 2 和O 2F 2中，氧的氧化值分别为+2和+1。
确定氧化值的规则： 氧化值：是指某元素的一个原子的荷电数，该荷电数是假定把每一化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得的。
⑤中性分子中，各元素原子的氧化值的代数和为零 ，复杂离子的电荷等于各元素氧化值的代数和。
第二节氧化还原反应方程式的配平配平原则：① 电荷守恒：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数。
② 质量守恒：反应前后各元素原子总数相等。
配平步骤：①用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式)。
②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应。
③分别配平两个半反应方程式，等号两边的各种元素的原子总数各自相等且电荷数相等。
④确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数。
将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的系数，使得、失电子数目相同。
然后，将两者合并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。
有时根据需要可将其改为分子方程式。
例1：配平反应方程式+)42−+−−++=+10e10H 5SOO 5H 5SO223+−+−+=++O8H 2Mn 10e 16H 2MnO 224+−+−+=++O 4H Mn 5e 8H MnO ②224①−+−−++=+2e2H SO O H SO 24223②③①×2+②×5得O3H SO K 6MnSO 22424++=O 3H 5SO 2Mn 6H 5SO 2MnO 2242234++=++−++−−+−−−++Mn SO SO MnO ①2242343H SO SO 5K 2KMnO 4324++2第三节电极电势一、原电池利用自发氧化还原反应产生电流的装置。
有机化学课件：第8章 氧化还原反应
还原态物质失电子，在反应中做还原剂 2、氧化态物质的氧化能力越强，其对应的
还原态物质的还原能力就越弱； 氧化态物质的氧化能力越弱，其对应的 还原态物质的还原能力就越强。
2 MnO4 + 10 Cl + 16 H+ = 2 Mn2+ + 5Cl2 + 8 H2O
Cl Cl2
MnO4 H Mn2 H2O
氧化值是人为的定义；
氧化值与化合价的区别
化合价：表示元素的原子结合成分子时，原子 数目的比例关系。从分子结构来看，化合价是 指形成共价化合物时所形成的共价键的数目。 只能是正整数。
CH4 、CH3Cl 、CH2Cl2 、CHCl3 CCl4 化合价均为4 氧化值分别为：-4、-2、0、+2、+4
二、氧化还原反应
氧化半反应
还原半反应
电池反应：原电池中发生的总的氧化还原反应 Zn + Cu2+ Cu + Zn2+
盐桥的作用
盐桥：饱和KCl溶液+琼胶，其中离子可自由迁移。
负极： Zn Zn2+ + 2eZn2+过剩，显正电性，阻 碍半反应继续进行，盐桥 中的Cl-中和过量的正电荷。
正极的情况与之相反。
盐桥的作用
元素的氧化值发生变化的反应
Cu2++Zn
Zn2++Cu
在氧化还原反应中， 氧化(oxidation)：元素的氧化值升高的过程
还原(reduction)：氧化值降低的过程 氧化剂(oxidant)： 氧化值降低 的物质 还原剂(reductant)：氧化值升高的物质
Cu2+ + Zn
氧化剂 还原剂
还原态物质的还原能力就越弱； 氧化态物质的氧化能力越弱，其对应的 还原态物质的还原能力就越强。
2 MnO4 + 10 Cl + 16 H+ = 2 Mn2+ + 5Cl2 + 8 H2O
Cl Cl2
MnO4 H Mn2 H2O
氧化值是人为的定义；
氧化值与化合价的区别
化合价：表示元素的原子结合成分子时，原子 数目的比例关系。从分子结构来看，化合价是 指形成共价化合物时所形成的共价键的数目。 只能是正整数。
CH4 、CH3Cl 、CH2Cl2 、CHCl3 CCl4 化合价均为4 氧化值分别为：-4、-2、0、+2、+4
二、氧化还原反应
氧化半反应
还原半反应
电池反应：原电池中发生的总的氧化还原反应 Zn + Cu2+ Cu + Zn2+
盐桥的作用
盐桥：饱和KCl溶液+琼胶，其中离子可自由迁移。
负极： Zn Zn2+ + 2eZn2+过剩，显正电性，阻 碍半反应继续进行，盐桥 中的Cl-中和过量的正电荷。
正极的情况与之相反。
盐桥的作用
元素的氧化值发生变化的反应
Cu2++Zn
Zn2++Cu
在氧化还原反应中， 氧化(oxidation)：元素的氧化值升高的过程
还原(reduction)：氧化值降低的过程 氧化剂(oxidant)： 氧化值降低 的物质 还原剂(reductant)：氧化值升高的物质
Cu2+ + Zn
氧化剂 还原剂
第八章氧化还原和电极电位 - 第八章氧化还原反应
2Fe3+ ＋Sn4+
Cu+ FeCl3
CuCl(s)+ FeCl2
28
(二) 原电池组成式
电池组成：电极、盐桥(或多空隔膜)、电解质 溶液及导线。
电池组成式（电池符号）表示法的统一规定： 1. 半电池中，“|”表示相界面，同一相的不同物 质用“，”隔开，用“||”表示盐桥。负极写在左边， 正极写在右边。
化物中为-1，如在NaH、CaH2中。 (5)卤族元素。氟的氧化值在所有化合物中为-1；
其它卤原子的氧化值在二元化合物中为-1，但在
卤族的二元化合物中，列在周期表中靠前的卤原
子的氧化数为-1，如Cl在BrCl中；
在含氧化合物中按氧化物决定，如ClO2中Cl的氧 化值为+4。
(6)电中性的化合物中所有原子的氧化值的和为零。
由正极反应和负极反应所构成的总反应，称
为电池反应(cell reaction)。
Zn + Cu2+
Cu + Zn2+
27
电池反应就是氧化还原反应: 正极反应－－还原半反应； 负极反应－－氧化半反应。
从理论上讲：任一自发的氧化还原反应都可 以设计成一个原电池。
思考 下列反应如何设计成原电池呢？
一、氧化值
（一） 氧化值的定义 氧化值是某元素一个原子的表观荷电数，这种
荷电数是假设把每一个化学键中的成键电子指定 给电负性较大的原子而求得。
电负性(electronegativity)：表示一个原子在 分子中吸引成键电子能力的量度。一般用X表示 (无单位)。p188
3
注：分子中元素的氧化数取决于该元素成键电 子对的数目和元素的电负性的相对大小。
基础化学第八章(氧化还原与电极电位)
第八章 氧化还原反应与电极电位 第一节 氧化还原反应
(oxidation-reduction reaction)
一、氧化值（氧化数）
(oxidation number)
H Cl
电负性 Cl > H
.Cl H .
+1 -1
确定氧化值的方法：
（1）单质（如H2） （2）O原子 0
正常氧化物（如MgO） -2 过氧化物（如H2O2） -1 1 超氧化物（如KO2） 2
(1)
aOx +
ne
bRed
标准状态下(under standard conditions) ：
θ (Ox/Red)越大：
越易得到电子 越强的氧化剂 越难失去电子 越弱的还原剂
非标准状态下： (Ox/Red) (under nonstandard conditions)
检流计
e
Zn A
(salt bridge)
三、氧化还原反应方程式的配平
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 ⇌
5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
KMnO4 (+7)
氧化剂
还原反应
MnSO4 (+2)
“降,得,还”
被还原
氧化反应
FeSO4 (+2)
还原剂
Fe2(SO4)3 (+3)
“升,失,氧”
[例] 计算Fe3O4 中Fe原子的 氧化值。 解：设Fe原子的氧化值为x
3x + 4×(-2) = 0 则
8 x=+ 3
氧化值与荷电数的区别
二、氧化还原反应和氧化还原电对
(oxidation-reduction reaction)
一、氧化值（氧化数）
(oxidation number)
H Cl
电负性 Cl > H
.Cl H .
+1 -1
确定氧化值的方法：
（1）单质（如H2） （2）O原子 0
正常氧化物（如MgO） -2 过氧化物（如H2O2） -1 1 超氧化物（如KO2） 2
(1)
aOx +
ne
bRed
标准状态下(under standard conditions) ：
θ (Ox/Red)越大：
越易得到电子 越强的氧化剂 越难失去电子 越弱的还原剂
非标准状态下： (Ox/Red) (under nonstandard conditions)
检流计
e
Zn A
(salt bridge)
三、氧化还原反应方程式的配平
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 ⇌
5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
KMnO4 (+7)
氧化剂
还原反应
MnSO4 (+2)
“降,得,还”
被还原
氧化反应
FeSO4 (+2)
还原剂
Fe2(SO4)3 (+3)
“升,失,氧”
[例] 计算Fe3O4 中Fe原子的 氧化值。 解：设Fe原子的氧化值为x
3x + 4×(-2) = 0 则
8 x=+ 3
氧化值与荷电数的区别
二、氧化还原反应和氧化还原电对
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第二节 化学氧化法
三、臭氧氧化法
（P304）
(一)臭氧的性质 O3是氧的同素异构体，在常温常压下为有鱼腥味的淡 紫色气体。 O3不稳定，在水中分解为O2。pH值越高，分解越快。 O3在水中溶解度比纯氧高10倍，比空气高25倍。 O3在酸性溶液中，E0=2.07V，仅次于氟(2.87V)。 O3在碱性溶液中，E0=1.24V，略低于氯(1.36V)。
一、还原法除铬
在酸性条件下(pH＜4)，将废水中的Cr6+还原为Cr3+， 然后在碱性条件下形成氢氧化物沉淀去除。 还原剂：SO2、FeSO4等。
二、还原法除汞
还原剂：铁、锌、铝等。 Fe +Hg2+ -→ Fe2+ + Hg↓ 废水中的有机汞先氧化为无机汞，再进行还原。
第四节 电解法
一、电解法
利用直流电对废水进行电解氧化还原反应过程； 污染物在阳极被氧化，在阴极被还原； 与电极反应产物作用发生氧化还原反应。
第二节 化学氧化法
(3) 混凝、吸附作用
Fe2+在有氧和碱性条件下：
Fe2++2OH- → Fe (OH)2 4Fe2++8OH-+O2+2H2O → 4Fe (OH)3 具有很强的混凝和吸附作用。
第二节 化学氧化法
七、H2O2 + UV 工艺
（P306）
八、超临界水氧化
（P345）
第三节 化学还原法
第二节 化学氧化法
(二) O3氧化机理 A、夺取氢原子，并使链烃羰基化，生成醛、 酮、醇或酸；芳香化合物先被氧化为酚，再氧化 为酸。 B、打开双键，发生加成反应。 C、氧原子进入芳香环发生取代反应。
第二节 化学氧化法
(三) 臭氧的制备方法 化学法、电解法、紫外光法、无声放电法。 无声放电法：生产臭氧的原理及装置如图所示。 电极间距1-3mm，电压5000-30000V。 反应：3O2 = 2O3-69kcal 具体反应： O2 + e 2 O +e O2 + O O3 3O O3 O3 + e O2+O+e
第二节 化学氧化法
高级氧化技术
简介（P305）
第二节 化学氧化法
四、Fenton试剂氧化法 （P306）
(一) 基本原理 Fenton试剂： H2O2(氧化剂)+ Fe2+(催化剂) H2O2在Fe2+的作用下，可分解产生氧化能力很强的 游离基HO· ，反应过程： Fe2++ H2O2 Fe3++ OH- + HO· HO· H2O2 + HO2· H2O + HO2· H2O2 + O2+ H2O+HO· Fe2++ HO· Fe3++ OHFe3++ H2O2 Fe2++ HO2- + H+ HO· 可从有机物分子上抽出H原子或加成到双键上， 形成有机游离基，最终形成含羟基过氧化物，
二、氧化还原法的类型
①化学氧化法： 氯化法、臭氧氧化法、空气氧化法 ②化学还原法 ③电解法
第一节 概述
三、方法选择原则
处理效果好，反应产物无毒、无害。 处理费用合理，所需药剂易得。 操作简单。
四、氧化还原法的作用
改变污染物存在状态，变为无毒或微毒物质。 降低废水的COD和BOD。 消毒、除臭、脱色等。
第一节 概述
五、有机物的氧化和还原
加氧或去氢的反应称为氧化；
有机物与强氧化剂相作用生成CO2、H2O等
的反应判定为氧化反应；
加氢或去氧的反应称为还原。
第一节 概述
六、影响氧化还原反应的因素
(1) 物质的本性：一般活化能越高，反应速度就慢。 (2)反应物浓度：参与反应物质浓度越高，反应速度 越快。 (3) 反应温度：反应温度越高，反应速度加快。 (4) 溶液的pH值：影响反应速度。 ① pH值(H+、OH-)影响着物质的存在形态。 ② H+参与反应，[H+]影响反应速度的快慢。 (5) 催化剂：催化剂可降低反应物的活化能，提高反 应速度。
习 题
1、碱性氯化法处理含氰废水时，为什么要严 格控制pH值？
2、教材P347
第6题
氧化还原法有何特点？是否废水中的杂质必
须是氧化剂或还原剂才能使用此方法？
（1）湿式氧化 在较高的温度和压力下，用空气中的氧来氧化 废水中的有机物和还原性无机物的一种方法。 （2）湿式超临界催化氧化
第二节 化学氧化法
操作条件： 温度：100-370℃、最佳温度200-340℃ (临界温度 373℃) 压力：低压 15-35kg/cm2 氧化度30%以下 中压 40-70kg/cm2 氧化度40%以下， 温度230-250℃ 高压 80-120kg/cm2 氧化度80%以下， 温度250-280℃ 空气量：
第八章
氧化还原
Oxidation-reduction Processes
第一节 概述
氧化还原反应：
在化学反应过程中，发生电子转移，参与反
应的物质所含元素将发生化合价的改变。
失去电子的物质被氧化。
得到电子的物质被还原。
第一节 概述
一、氧化还原法
将废水中呈溶解状态的无机物和有机物，通过 化学反应被氧化或还原为微毒、无毒的物质。
第二节 化学氧化法
第一阶段：局部氧化阶段
2Ca
OCl
Cl Cl2 + H2O HOCl CNCl+2OH-
+ 2H2O HOCl
2 HOCl + Ca(OH)2 +CaCl2 + HCl CNCl+2OH① ②
H+ + OClH2O CNO- + Cl- + H2O
CN- + OCl- +
注: 反应①速度快，与pH无关,中间产物CNCl在酸性介 质中较稳定，易挥发，其毒性和HCN相当。 反应②pH越高，反应速度越快。pH﹤9.5反应不完 全；pH10-11反应10-15min即可完成。
A (COD in COD off ) 0 .232 air V
第二节 化学氧化法
特 点：
适用范围广、处理效率高、二次污染低、氧
化速度快、装置小、可回收能量和有用物料等优 点。 应 用： 适用浓度高、毒性大的工业有机废水。如焦 化、染料等工业废水。
第二节 化学氧化法
六、铁炭内电解法 （P307）
第二节 化学氧化法
第二阶段：完全氧化阶段
CNO-的毒性只有HCN的千分之一，为保证水体
安全，增加药剂投加量，完全破坏C-N键。 2CNO- + OClCO2↑+N2↑+3Cl- + CO32-
第二节 化学氧化法
3、工艺流程
氧化剂 碱 酸 氧化剂
废水
集水池
第一反应池
第二反应池
排水
4、控制条件： 第一阶段：pH＝10～11，反应时间10-15min， CN-：Cl2= 1：2.7 第二阶段：在pH =8～8.5时，反应时间30min， CN-：Cl2= 1：4.1
二、电解法分类
按净化作用机理：电解氧化法、电解还原法、电解 凝聚法和电解浮上法； 按作用方式：直接电解法、间接电解法。 按照阳极材料的溶解特性：不溶性阳极电解法、可 溶性阳极电解法。
第四节 电解法
三、处理对象 废水中的酚、CN-、重金属、悬浮物、胶体、 色度等。 四、特点 一次去除多种污染物。
例:氰化镀铜废水经过电解处理，CN- 在阳极氧化， Cu2+在阴极还原沉积。
电解装置紧凑，占地面积小，易于实现自动化。 电能和阳极材料消耗较大。
第四节 电解法
五、实例— 含氰废水处理基本原理：
石墨阳极、铁阴极。 在碱性条件下阳、阴极发生的反应： 阳极：CN-+2OH-－2e →CNO-+H2O CNO-+2H2O→NH4++CO32CNO-+ 4OH-－6e →N2↑+CO2↑ + 2H2O 2OH-－2e → H2O +O2 阴极：2H++2e→ H2↑ M2++2e→M↓ 如废水中有Cl-存在，在阳极放电生成Cl2，与 水生成HOCl对CN-进行氧化反应。
第二节 化学氧化法
作用机理
(1) 电场作用
废水中的胶体粒子和细小分散的污染物受微电 场的作用后便会产生电泳，向相反电荷的电极移 动，并且聚积在电极上，形成大颗粒而除去。 去除废水中部分有机物，降低废水COD。
第二节 化学氧化法
(2) 还原作用
阳极：新生态氢具有强还原性； 阴极：生态Fe2+和金属铁具有还原性； 氧化还原作用使某些有机物被还原为还原态， 从而改变其的结构、性质及毒性，提高废水的生 物降解性
第二节 化学氧化法
(二) 影响氧化反应的因素 （1）pH值: 最佳pH为3， （2）Fe2+的浓度: H2O2: Fe2+=10:1 （3）H2O2的投加量和投加方式:
(三) 应用
废水脱色 难降解有机物的氧化 (四) 问题 成本高，需要现场制备
第二节 化学氧化法
五、湿式空气氧化法（SCWO） （P306）
第二节 化学氧化法
一、化学氧化剂
①活泼非金属中性分子
如 Cl2、O2、O3、H2O2、ClO2等。
②含氧酸根及高价金属离子
如 ClO-、MnO4-、Cr2O7-、Fe3+等。 ③新生态O原子
第二节 化学氧化法
二、氯化处理
(一) 应用 给水处理 废水处理 (二) 常用药剂 液氯、漂白粉、次氯酸钠，二氧化氯等。 (三) 氯氧化处理含氰废水 1、废水来源 电镀、炼焦和一些化工厂。 2、基本原理 分两个阶段。( 书P304)