理论教育 有机溶剂在水中的分配系数优化探讨

有机溶剂在水中的分配系数优化探讨

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:为此,在研究有机物在水和脂质体之间的分配时,常常采用正辛醇作为模型化有机溶剂的代表。在通常的环境温度下,ΔHOW,i的数值不大,可认为温度对有机溶剂-水分配系数的影响并不显著。因此,表10-4中阿特拉津以下的那些有机污染物因具有较高的KOW,i,在环境中将大部分分布在生物体内,并形成生物积累。

有机溶剂在水中的分配系数优化探讨

正辛醇是一种简单的化合物,它的某些性质和行为与包括人体脂肪和植物蜡在内的脂质体等复杂化合物类似。为此,在研究有机物在水和脂质体之间的分配时,常常采用正辛醇作为模型化有机溶剂的代表。

化学物质(污染物)在生物体和周围水体之间的交换和迁移情况取决于组分i在脂质体-水之间的分配,与式(10-6)类似的有机溶剂与水之间的分配系数KOW,i

式中,cO,i,cW,i分别为某温度下达到分配平衡时,组分i在有机溶剂相和水相中的物质的量浓度。由式(5-53)可知,在液液相平衡时,对于组分i在两相的逸度相等,即满足

结合式(10-4),有

式中,VW和VO分别为水相和有机溶剂相的摩尔体积。由于大多数有机溶剂在水中的溶解度很小,视VW近似于纯水的摩尔体积,VW=0.018L·mol-1(25℃)。

温度对分配系数KOW,i的影响可用式(10-7)表示,代入得

式中,ΔHOW,i为组分i从水相迁移至有机相的焓变。在温度变化不大的范围内,可以认为ΔHOW,i为一常数,对式(10-13)积分可得

因此,只要知道了T0时的分配系数KOW,i(T0),就可推算出温度为T时的KOW,i

在通常的环境温度下,ΔHOW,i的数值不大,可认为温度对有机溶剂-水分配系数的影响并不显著。25℃下某些有机污染物的logKOW,i列于表10-4。

表10-4 25℃时的某些有机污染物的logKOW,i(www.daowen.com)

[例10.1]某加油站发生汽油泄漏,在与泄漏汽油成平衡的地下水中测得苯的质量浓度为0.5mg·L-1,问苯在汽油中的含量是多少?

解:汽油是由脂肪烃和芳香烃组成的混合物,苯在汽油-水系统中的分配可近似地用KOW,i计算。由表10-4查得lgKOW,i=2.17,则苯在汽油中的质量浓度为

KOW,i与组分i的性质有关。具有较高KOW,i的组分i往往是低极性、疏水亲脂性物质,其易于从周边水体中扩散,并穿过生物膜与脂质体和疏水蛋白结合。相反,具有较低KOW,i的组分i通常属于极性化合物,因其具有亲水倾向而留在水相中。因此,表10-4中阿特拉津以下的那些有机污染物因具有较高的KOW,i,在环境中将大部分分布在生物体内,并形成生物积累。

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