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初探化學(xué)法處理電鍍廢水的理論基礎(chǔ)
王克和1， 魏雪青2， 王海燕3
(1.大連市表面工程協(xié)會(huì)，遼寧大連116013;2.梅河口市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所，吉林梅河口135000;3.中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京100012)
中圖分類號(hào)：X 781.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1000-4742(2013)05-0054-03
0 前言
化學(xué)法目前仍是處理電鍍廢水的最有效的方法。化學(xué)法處理電鍍廢水的實(shí)質(zhì)是在處理藥劑和電鍍廢水之間發(fā)生一種化學(xué)反應(yīng)。因此，它必然要遵循化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律和化工反應(yīng)的原理。
化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律是研究A物質(zhì)和B物質(zhì)能不能生成C物質(zhì)和D物質(zhì)，屬于熱力學(xué)范疇，并不涉及反應(yīng)速率的問題。但是廢水處理時(shí)(特別是連續(xù)式廢水處理設(shè)施)需要按要求在單位時(shí)間內(nèi)處理一定量的廢水。這就涉及反應(yīng)速率的問題，屬于“物理化學(xué)”學(xué)科中的“化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)”范疇。
大部分處理藥劑都配成溶液，它和廢水的反應(yīng)實(shí)際是兩種液體的反應(yīng)。這都涉及“化工原理”學(xué)科中的“流體動(dòng)力學(xué)”規(guī)律。
但是在眾多的廢水處理資料中較少談到反應(yīng)速率的問題。筆者在從事電鍍廢水處理工作中慢慢地體會(huì)到我們不僅關(guān)心“能不能反應(yīng)”，更關(guān)心反應(yīng)速率能不能滿足我們的實(shí)際需求。只有對(duì)后者有了一定的認(rèn)識(shí)，在遇到問題時(shí)才能更主動(dòng)。
化工原理和流體力學(xué)的內(nèi)容有很多，我們不是專門研究理論的，只討論和廢水處理有關(guān)的內(nèi)容。
1 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)[1-2]
1.1 研究對(duì)象與內(nèi)容
化學(xué)熱力學(xué)不能解決反應(yīng)速率的問題。如果一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在熱力學(xué)上是可能的，而在動(dòng)力學(xué)上所需時(shí)間很長，這樣的反應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中并不能使用。
化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)主要研究化學(xué)反應(yīng)速率的問題，即研究操作條件(如反應(yīng)溫度、反應(yīng)物的濃度、反應(yīng)壓力、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律。
1.2 反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系
反應(yīng)物的濃度影響著反應(yīng)速率。因?yàn)榉磻?yīng)物的濃度越高，各反應(yīng)物相遇的機(jī)會(huì)越多，各反應(yīng)物相互發(fā)生反應(yīng)的可能性也就越大。
1.3 反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系
反應(yīng)溫度越高，反應(yīng)物分子運(yùn)動(dòng)越快，各反應(yīng)物碰撞的機(jī)會(huì)就越多(當(dāng)然不是每次碰撞時(shí)分子都進(jìn)行反應(yīng))。溫度高到把反應(yīng)物分子“激發(fā)”到可進(jìn)行反應(yīng)的“活化狀態(tài)”時(shí)，各反應(yīng)物相互發(fā)生反應(yīng)的可能性就大了。
1.4 催化作用
催化劑是一種不改變化學(xué)反應(yīng)結(jié)果，但是能改變化學(xué)反應(yīng)速率的物質(zhì)。催化劑通過改變反應(yīng)途徑來加快反應(yīng)速率。催化劑具有特殊的選擇性，某種催化劑只能加速某種特定的化學(xué)反應(yīng)。
