Mn（Ⅲ）在水钠锰矿氧化Cr（Ⅲ）反应中的作用

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• 出版年：2009
• 作者：谭军凤；邱国红；刘凡；谭文峰；冯雄汉
• 单位1：华中农业大学资源与环境学院
• 出生年：1979
• 学历：硕士研究生
• 语种：中文
• 作者关键词：水钠锰矿；Mn（Ⅲ）；氧化还原；Cr（Ⅲ）；动力学
• 起始页：2779
• 总页数：7
• 经费资助：国家自然科学基金项目（40771102）；全国优秀博士论文作者专项基金项目（200767）；霍英东高校青年教师基金项目（111025）；湖北省自然科学基金计划青年杰出人才项目（2007ABB014）
• 刊名：环境科学
• 是否内版：否
• 刊频：月刊
• 创刊时间：1976
• 主管单位：中国科学院
• 主办单位：中国科学院生态环境研究中心
• 主编：欧阳自远
• 地址：北京市海淀区双清路18号
• 邮编：100085
• 电子信箱：hjkx@rcees.ac.cn
• 网址：http://www.hjkx.ac.cn
• 卷：30
• 期：9
• 期刊索取号：P875.06 929-3
• 数据库收录：中国科学引文数据库
• 核心期刊：核心期刊

摘要

环境中的氧化锰矿物是可氧化Cr（Ⅲ）的唯一天然无机氧化剂，氧化锰矿物与Cr（Ⅲ）相互作用的反应速率与机制备受关注.本研究以水钠锰矿为对象，采用批量动力学方法研究了其结构中Mn（Ⅲ）在氧化Cr（Ⅲ）反应中的作用及动力学特点.结果表明，水钠锰矿氧化Cr（Ⅲ）符合准一级动力学方程，表观速率常数K_ob8为0.0313min^-1，以Na₄P₂O₇预处理水钠锰矿可络合出结构中的部分Mn（Ⅲ），使其Mn的平均氧化度升高.当处理Na₄P₂O₇浓度为10、20、50mmoI/L时，其Mn氧化度由3.50升高至3.63、3.73和3.78，处理后的水钠锰矿对Cr（Ⅲ）的平衡氧化率增加，但初始氧化速率变化并不明显，其相应表观速率常数分别为0.0351、0.0325和0.0309min^-1.水钠锰矿氧化Cr（Ⅲ）的反应历程中，Mn（Ⅳ）→Mn（Ⅲ）的电子转移过程生成的Mn（Ⅲ）显著影响水钠锰矿氧化Cr（Ⅲ）的速率.当新生成Mn（Ⅲ）被Na₄P₂O₇络合后，反应速率降低45%～88%，且水钠锰矿的氧化度较低时，结构中Mn（Ⅲ）含量高，反应中被络合的新生态Mn（Ⅲ）多，反应速率降低幅度相对较大.因此，反应新生成的Mn（Ⅲ）具有较高的反应活性和较快的电子转移速率，而Mn（Ⅳ）→Mn（Ⅲ）的电子转移速率较慢，可能为水钠锰矿氧化Cr（Ⅲ）的反应速率控制步骤.