浙江大学普通化学水溶液化学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页1第第3章章 水溶液化学水溶液化学第1页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页23.1 溶液通性3.2 酸碱解离平衡3.3 难溶电解质多相离子平衡3.4 水净化与废水处理选读材料：水污染及其危害第2页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页33.1 溶液通性溶液通性溶液有两大类性质：1）与与溶溶液液中中溶溶质质本本性性相相关关：溶液颜色、比重、酸碱性和导电性等；2）与与溶溶液液中中溶溶质质独独立立质质点点数数相相关关：而与溶质本身性质无关溶液依数性，如溶液蒸气压、凝固点、沸点和渗透压等。l难挥发非电解质稀溶液难挥发非电解质稀溶液有一定共同性共同性和规律性规律性。该类性质称为稀溶液通性通性，或称为依数性依数性。l包含：稀稀溶溶液液蒸蒸气气压压下下降降、沸沸点点上上升升、凝凝固固点点下下降降和稀溶液渗透压。稀溶液渗透压。（与纯溶剂比较）。第3页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页4组成标度组成标度 溶剂A+溶质B1.质量摩尔浓度m：1kg溶剂中所含溶质物质量，SI单位mol.kg-1mB=nB/wA nB 溶质B物质量，单位为mol。wA溶剂质量，单位为kg。第4页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页52.摩尔分数(或物质量分数)以溶液中总物质量除任何一物质量，即为该物质摩尔分数，没有单位。设有双组分溶液，溶剂A和溶质B物质量分别为nA和nB，则注意：不论有若干种物质，摩尔分数之和总是等于注意：不论有若干种物质，摩尔分数之和总是等于1。第5页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页63.1.1 非电解质溶液非电解质溶液通性通性1 蒸气压下降蒸气压下降在一定温度下，液体及其蒸气到达相平衡时，蒸气所含有压力称为该温度下液体饱和蒸气压饱和蒸气压，简称蒸气压蒸气压。普通地，不一样溶剂蒸气压不一样，相同溶剂温度升高，蒸气压增大。比如：p(H2O,l,298K)=3167 Pap(H2O,l,373K)=101.325kPa第6页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页7溶液中溶剂蒸气压下降溶液中溶剂蒸气压下降 法国物理学家拉乌尔据试验得出以下定量关系：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液蒸气压下降p与溶质摩尔分数成正比，而与溶质本性无关。即：p=pAxB其中xB是溶质B在溶液中摩尔分数，pA是纯溶剂蒸汽压。若溶液质量摩尔浓度为mB，则 式中，k为只与溶剂性质相关常数。为何？第7页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页8蒸气压下降应用蒸气压下降应用干燥剂工作原理干燥剂工作原理CaCl2、NaOH、P2O5等易潮解固态物质，惯用作干燥剂。因其易吸收空气中水分在其表面形成溶液，该溶液蒸气压较空气中水蒸气分压小，使空气中水蒸气不停凝结进入溶液而到达消除空气中水蒸气目标。第8页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页92 2 溶液沸点上升溶液沸点上升沸点沸点：液体蒸气压到达101.325kPa(1atm)时温度。沸腾温度沸腾温度：液体蒸气压与外界压力相等时温度。固体表面分子也能蒸发，含有一定蒸气压。固体与其蒸气在密闭容器中可到达平衡。难挥发物质溶液沸点总是高于纯溶剂沸点，二者之差为：Tbp=Tbp Tb=kbpm kbp称为溶剂摩尔沸点上升常数，单位为Kkgmol-1。pT溶剂溶液101.325kPaTbpTb pAB强电解质强电解质AB弱电解质弱电解质非电解质非电解质第19页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页203.1.3 表面活性剂溶液和膜化学表面活性剂溶液和膜化学两相接触面称界面界面，与气相接触面又称表面表面。表面分子受力不均，造成表面分子总是尽力向物质内部挤压，有自动收缩表面积倾向，从而产生表面张力表面张力。如如p85，图，图3-4能够显著降低溶液表面张力物质能够显著降低溶液表面张力物质叫表面活性剂。叫表面活性剂。第20页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页21表面活性剂表面活性剂凡能显著降低两相之间表面张力物质称表面活性剂。表面活性剂结构特点表面活性剂结构特点：表面活性剂含有两类性质完全不一样基团：亲水基团和亲油基团（疏水基团）。水相油相 双亲分子结构表面活性剂在两相界面作定向排列。使得两相之间表面张力大大降低。图3.5 表面活性剂在两相界面排列第21页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页221 表面活性剂分类表面活性剂分类表面活性剂通常也按亲水基团化学结构来分类，亲水基团是离子结构称为离子型离子型，亲水基团是共价结构称为非离子型非离子型。离子型表面活性剂又可分为阳离子型阳离子型(亲水基团是阳离子)、阴离子型阴离子型(亲水基团是阴离子)和两性型两性型(亲水基团现有阳离子又有阴离子)表面活性剂。显然阳离子型和阴离子型表面活性剂不能混用，不然可能会发生沉淀而失去活性作用。第22页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页232 表面活性剂举例表面活性剂举例阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂R-OSO3Na硫酸酯盐R-SO3Na磺酸盐RCOONa羧酸盐R-OPO3Na2磷酸酯盐两性表面活性剂两性表面活性剂R-NHCH2-CH2COOH 氨基酸型 CH3|R-N+-CH2COO-甜菜碱型|CH3阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂ArCH2N(CH3)3Br 季胺盐类非离子型非离子型 R-O-(CH2-CH2-O-)n H 聚氧乙烯醚类 第23页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页243 表面活性剂应用表面活性剂应用 洗涤作用洗涤作用 洗涤剂是一个使用面很广表面活性剂。肥皂是最普通一个。肥皂是包含17个碳原子硬脂酸钠盐。当洗涤剂用来洗涤衣服或织物当洗涤剂用来洗涤衣服或织物上油污时，因为亲油基与油脂上油污时，因为亲油基与油脂类分子之间有较强相互作用力类分子之间有较强相互作用力而进入油污中。另一端亲水基而进入油污中。另一端亲水基与水分子之间存在较强作用力与水分子之间存在较强作用力而溶于水，这么经过洗涤剂分而溶于水，这么经过洗涤剂分子使水分子包围了油污，降低子使水分子包围了油污，降低了油污与织物之间表面了油污与织物之间表面(界面界面)张力，再经搓洗，振动便可除张力，再经搓洗，振动便可除去织物上油污。去织物上油污。织物污渍洗涤剂污渍亲水基疏水基图3.6 洗涤剂去污作用第24页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页25乳化作用乳化作用 乳化作用乳化作用两种互不相溶液体，若将其中一个均匀地分散成极细液滴于另一液体中，便形成乳状液。加入表面活性物质使形成稳定乳状液作用叫做乳化作用。若水为分散介质而油为分散相，即油分散在水中，称为水包油型乳状液，以符号O/W表示。比如，牛奶就是奶油分散在水中形成O/W型乳状液。（a）O/W 型乳状液第25页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页26若水分散在油中，则称为油包水型乳状液，以符号W/O表示。比如，新开采出来含水原油就是细小水珠分散在石油中形成W/O型乳状液。（b）W/O型乳状液第26页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页27乳化作用应用乳化作用应用 切削油切削油：机械工业在高速切削时用乳化油作为冷却剂，含有导热性能好，润滑效果高且不沾工具等特点。乳化燃油乳化燃油内燃机应用含10%水乳化燃油，燃烧效果不降低但能节约燃料。农用杀虫剂农用杀虫剂农业上用杀虫剂普通都配制成O/W型乳状液,便于喷雾，可使少许农药均匀地分散在大面积农作物上。同时因为表面活性剂对虫体润湿和渗透作用也提升了杀虫效果。其它其它人体对油脂消化作用就是因为胆汁(胆酸盐)能够使油形成Ow型乳状液面而加速消化。第27页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页28乳化作用破坏乳化作用破坏如：在工业生产中也会碰到一些有害乳状液。比如含水原油不但能够促使石油设备腐蚀，而且不利于石油蒸馏。所以必须设法破坏这种乳状液。有些时候人们需要消除乳化现象？为要破坏有害乳状液，可加入破乳剂为要破坏有害乳状液，可加入破乳剂。破乳剂也是一个表面活性物质，其特点是有高表面活性，但弱成膜能力。能强烈地吸附于油水界面上，以取代原来在乳状液中形成保护膜乳化剂，而生成一个新膜。这种新膜强度低，较易被破坏。异戊醇、辛醇、乙醚等是优良破乳剂。另外，还可用升高温度、加入电解质以及高速离心等方法来破乳。第28页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页29发泡作用发泡作用 起泡作用起泡作用泡沫是不溶性气体分散于液体或熔融固体中所形成分散系统。如肥皂泡沫(气体分散在液体中)、泡沫塑料、泡沫玻璃(气体分散在固体中)等。机械搅拌液态水，这时进入水中空气被水膜包围形成了气泡，但这些气泡不稳定。若对溶解了表面活性剂水溶液进行搅拌使其产生气泡，就能够形成坚固液膜，使泡沫能保持较长时间稳定地存在。这种能稳定泡沫作用表面活性剂叫做起泡剂。常见起泡剂有肥皂、十二烷基苯磺酸钠等。空气图3.7 气泡形成示意图第29页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页30发泡作用应用发泡作用应用 灭火剂灭火剂起泡剂惯用于制造灭火器，因为大量泡沫覆盖燃烧物表面，使其与空气中氧气隔绝，这么便可到达灭火效果。泡沫选矿泡沫选矿起泡剂也用于泡沫浮选法以提升矿石品位。将矿石粉碎成粉末，加水、起泡剂，搅拌并吹人空气使产生气泡，用捕集剂使矿物变成憎水性。矿物因为疏水性而粘附气泡浮起，这么便可分离搜集有效成份。其它其它啤酒、汽水、洗发和护发用具等都需用起泡剂，使产生大量泡沫。第30页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页31消泡作用消泡作用在另外一些情况下，则必须消除泡沫，比如，洗涤、蒸馏、萃取等过程中，大量泡沫会带来不利。必须适当抑制发泡，往往加入一些短碳链(如C5C8)醇或醚，它们能将泡沫中起泡剂分子替换出来；又因为碳链短，不能在气泡外围形成牢靠保护膜，从而降低气泡强度而消除泡沫。第31页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页324 膜化学膜化学膜是二维结构伸展体，是两亲分子组成有序排列集合体。它基本功效是从物质群中有选择地透过或输送特定物质(分子、离子、电子和光子等)。膜是一个主要基础功效材料，它含有分离功效分离功效、生物功生物功效效和能量转换功效能量转换功效等。第32页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页33分离膜分离膜含有分离功效膜称为分离膜，是一个能有效分离提取所需物质功效膜。依据分离膜中微孔大小及其疏密性不一样，通常能够将膜分为致密膜、多孔膜和纤维质膜。致密膜中聚合物填充方式是分子状，孔径为01.5nm，适合用于反渗透，渗析，电渗析等操作使用。多孔膜孔径5nm1m，孔大小与胶体粒子大小普通，适合用于超出滤，膜过滤等操作使用；纤维质膜孔径2m以上，用于对更大分散质过滤操作。第33页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页34分离膜应用分离膜应用膜应用气体透过膜富氧制取，富集氦 离子交换膜海水谈化，硬水软化，电解隔膜 反渗透膜 海水淡化，盐水脱盐，超纯水制备超滤膜 胶体分离，废液处理，溶液浓缩透析膜人工肾等人工器官 释放控制膜缓释性药剂 表3.2 常见分离膜及其应用第34页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页35能量转化功效膜能量转化功效膜能量转化功效膜是当今主要研究课题之一。将光能转化为化学能主要应用之一是光解水，产生氢和氧。将光能转化为电能关键工作是制造出性能稳定有机薄膜太阳能电池。大面积利用太阳能一定需要用膜形式。大面积利用太阳能一定需要用膜形式。第35页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页36LB膜膜v LB膜介绍膜介绍LB膜是由美国科学家兰缪尔(I.Langmuir)和勃洛杰脱(K.B.Blodgett)建立一个在固体表面上沉积多层单分子膜。可在组成上、次序上作任意安排，其层数与厚度皆能够在分子水平上控制。v LB膜应用膜应用 在生物膜功效模拟研究中，以叶绿素、维生索、磷脂和胆固醇等物质形成LB膜，可用以硕士物膜中电子传递、能量传递、生物膜电现象、物质跨膜输运过程等。利用LB膜可制成仿生薄膜，作为仿生传感器。光色互变LB膜可作为光记忆材料。第36页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页373.23.2 酸碱解离平衡酸碱解离平衡 水溶液中单相离子平衡普通分为酸、碱解离平衡及配离子解离平衡两类。依据解离度大小，将电解质分为强电解质和弱电解质两类。强电解质在水中全部解离，而弱电解质在水溶液中只有部分解离，大部分仍以分子形式存在。弱电解质在水溶液中存在解离平衡。第37页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页383.2.13.2.1 酸碱概念酸碱概念 按先后次序，酸碱理论主要有以下几个：v 酸碱电离理论（阿氏水离子论酸碱电离理论（阿氏水离子论 Arrhenius Arrhenius）在水溶液中解离时所生成正离子全部是H+化合物是酸酸；所生成负离子全部是OH化合物是碱碱。酸碱中和反应实质是H+OH=H2O。酸碱电离理论缺点：酸碱电离理论缺点：把酸、碱定义局限于以水为溶剂系统。无法解释NH3、Na2CO3均不含OH，也含有碱性。第38页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页39酸碱质子理论酸碱质子理论 （重点）（重点）凡能给给出出质质子子物质都是酸酸；凡能结结合合质质子子物质都是碱碱。(Bronsted and Lowry)酸、碱能够是分子，也能够是离子。酸给出质子后能够再结合质子，所以酸给出质子后就变为碱：酸酸 质子质子 +碱碱 (质子给予体）质子给予体）(质子接收体）质子接收体）如在水溶液中 HCl(aq）H+(aq)+Cl-(aq)HAc(aq)H+(aq)+Ac(aq)NH4+(aq)H+(aq)+NH3(aq)HCO3-(aq)H+(aq)+CO32-(aq)Al(H2O)63+H+(aq)+Al(H2O)5(OH-)2+酸 质子 +碱第39页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页40共轭酸碱概念共轭酸碱概念酸与对应碱这种相互依存、相互转化关系称为酸碱共轭关系。酸失去一个质子一个质子后形成碱被称为该酸共轭碱；共轭碱；碱结合该质子后形成酸被称为该碱共共轭酸。轭酸。共轭酸与它共轭碱一起称为共轭酸碱对。共轭酸碱对。比如:共轭酸碱对 HAc+H2O H3O+Ac-(电离)HAc/Ac-,H3O+/H2OH3O+NH3 H2O+NH4 (中和)NH4/NH3,H3O+/H2OH2O+CN-OH-+HCN (水解)HCN/CN-,H2O/OH-H2O+CO3 HCO3 +OH(水解)HCO 3/CO3,H2O/OH-2-+2-第40页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页41酸碱质子理论扩大了酸碱范围，它比电离理论更广泛，其酸碱定义只以H+为判据，与溶剂无关，能够解释NH3、Na2CO3以及NH4Cl等酸碱性。两性物质:H2O,HCO3-(全部酸式酸根)第41页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页42酸碱电子理论酸碱电子理论凡能接受电子对物质是酸，凡能给出电子对物质是碱,也称为路易斯酸碱理论。Lewis H+OH=H2O 酸+碱=酸碱加合物(1)H3BO3 H+H2BO3 (错误)H3BO3 +H2O B(OH)4+H+（硼酸是路易斯酸）(2)Cu2+4NH3 Cu(NH3)42+深兰色(3)酸 碱 加合物酸碱电子理论摆脱了酸必须含有H限制，包含范围更广。第42页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页433.2.23.2.2 酸和碱解离平衡酸和碱解离平衡除少数强酸、强碱外，大多数酸和碱溶液都存在解离平衡，其平衡常数称为解离常数解离常数Ka或Kb，其值可由热力学数据求算，也可由试验测定。（见附表4、5）同类型弱酸(碱)相对强弱可由解离常数值大小得出，如HF(3.5310-4)和HAc(1.7610-5)均为一元弱酸，但HF酸性比HAc强。HF,H2SO3,HNO2,H3PO4 普通称为中强酸。v 一元弱酸和一元弱碱一元弱酸和一元弱碱HAc(aq)=H+(aq)+Ac(aq)第43页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页44一元弱酸和一元弱酸和一元弱碱电离一元弱碱电离设一元弱酸HA浓度为c,解离度为 HA=H+A-起始浓度c00平衡浓度 c(1-)caca所以同理，对于一元弱碱：溶液酸度(H+离子浓度)惯用pH值表示，pH=lgc(H+/c ),溶液碱度(OH离子浓度)可用pOH表示。Ka/c10-41-a=1第44页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页45例题例题附例附例3.1 已知HAcKa=1.7610-5，计算3.0%米醋(含HAc浓度为0.50 moldm-3)pH值。解解：设米醋溶液中H+平衡浓度为x moldm-3,则HAc(aq)=H+(aq)+Ac-(aq)平衡浓度/moldm-3 0.50 xxxKa=1.7610-5Ka/c10-4 0.50 x 0.5 pH=lg c(H+)/c =lg(2.9710-3)=3 0.47 =2.53第45页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页46例题例题例例3.23.2 计算0.100 moldm-3 NH4Cl溶液中H+浓度及其pH值。解解：NH4Cl(aq)=NH4+(aq)+Cl(aq)NH4+(aq)+H2O(l)=NH3(aq)+H3O+(aq)Ka=5.6510-10pH=lg c(H+)=lg(7.5210-6)=5.12 第46页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页473 多元弱酸和多元弱碱多元弱酸和多元弱碱多元弱酸(碱)解离是分级进行，每一级解离都有一个解离常数,以磷酸为例：一级解离：二级解离：三级解离：第47页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页48说明说明式中，Ka,3 K a,2 K a,1，每级解离常数差36个数量级。所以，H+浓度计算以一级解离为主。计算H+浓度时，当Ka,2/K a,1103时，可忽略二、三级解离平衡。比较多元弱酸酸性强弱时，只需比较它们一级解离常数值即可。思索思索：依据反应式 H2S(aq)=2H+(aq)+S2，H+浓度是S2 离子浓度两倍，此结论是否正确？是是错错误误，H2S(aq)以一级电离为主，所所以以H2S溶溶液液中中c(H+)c(HS)。-第48页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页49例题例题所以所以：当当Ka,1Ka,2时，二价酸根浓度等于时，二价酸根浓度等于Ka,2。附例附例3.33.3 已知H2CO3Ka,1=4.3010-7，K a,2=5.6110-11。计算0.0200 moldm-3 H2CO3溶液中H+和 浓度及pH值。解解：Ka,2Na2CO3NaCNNaAc KaKb=KwH3PO4 HAc (HAc+NaAc)NaAc Na2CO3 Ks，设c(OH)=xc(Cr3+)c(OH)3=0.010 x3 6.310-31，得 x 4.010-10 moldm-32)7.710-5x3 6.310-31,解得 x 2.010-9 moldm-3pOH=lg c(OH)Ks，比如在AgCl饱和液中加入NaCl时，因为Cl离子大量存在，使AgCl溶解度下降。AgCl(s)=Ag+ClNaCl =Na+Clc(Cl)上升，使得Qc Ks(AgCl)，此时c(Ag+)下降即AgCl溶解度下降。思索:AgCl(s)在0.01mol.dm-3以下溶液中溶解度比水大有 ()(1)KCN (2)AgNO3 (3)NH3 (4)NaCl第72页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页73附例附例3.8：计算BaSO4在0.100 moldm-3 Na2SO4溶液中溶解度，并与其在水中溶解度比较。Ks(BaSO4)=1.0810-10解：解：设s moldm-3为BaSO4在0.1 moldm-3 Na2SO4溶液中溶解度BaSO4(s)=Ba2+SO42-平衡浓度/moldm-3 s s+0.1Ks=s(s+0.1)0.1s=1.0810-10解得：s=1.0810-9BaSO4在纯水中溶解度为somoldm-3so=1.0410-5溶解度降低了约104(一万)倍。第73页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页74同离子效应应用同离子效应应用 工业上生产工业上生产Al2O3 过程过程Al3+OH Al(OH)3 Al2O3 加入适当过量沉淀剂Ca(OH)2，能够使溶液中Al3+沉淀完全。思索：过量沉淀剂改为NaOH行吗？铅用作阳极材料铅用作阳极材料又如，在硫酸或硫酸盐介质中进行电镀或其它电化学处理时，常能够用廉价铅电极取代昂贵铂电极用作阳极材料。就是因为存在大量硫酸根离子，因同离子效应使得铅电极表面硫酸铅极难溶解。第74页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页754 沉淀转化沉淀转化一个沉淀向另一个更难溶沉淀转化过程称为沉淀沉淀转化转化，如：PbCl2+2I=PbI2+2Cl 白黄Ks(PbCl2)=1.610-5 Ks(PbI2)=1.3910-8沉淀转化应用：沉淀转化应用：锅炉中锅垢主要成份为CaSO4(Ks=7.1010-5),因为 CaSO4不溶于酸，难以除去。若用Na2CO3溶液处理，可转化为更难溶但质地疏松、易溶于酸物质CaCO3(K s=4.9610-9)，从而能够轻易地用醋酸等弱酸去除。实际中不用醋酸，用盐酸。第75页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页76沉淀转化应用沉淀转化应用废水处理废水处理含Hg2+废水能够用硫化物进行处理，但若用易溶硫化物如Na2S等进行处理时，处理后水中存在大量硫离子，造成新污染。利用沉淀转化方法，如用FeS处理含Hg2+废水，则能够处理这个问题。FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq),K=7.9 1033因过量FeS不溶于水，能够过滤除去。第76页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页773.4 水净化与废水处理水净化与废水处理一级处理：物理处理法一级处理：物理处理法二级处理：生物处理法二级处理：生物处理法（微生物代谢）（微生物代谢）三级处理：三级处理：化学反应法、离子交换化学反应法、离子交换法、反法、反 渗透法、臭氧氧渗透法、臭氧氧化法、活性炭化法、活性炭 吸附法、吸附法、氯化法氯化法水是一个宝贵自然资源，是人类生活、动植物生长和工农业生水是一个宝贵自然资源，是人类生活、动植物生长和工农业生产不可缺乏物质。产不可缺乏物质。P103，表，表3.8 我国生活饮用水标准我国生活饮用水标准 第77页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页78废水惯用处理方法废水惯用处理方法 1.混凝法混凝法 惯用混凝剂：铝盐、铁盐惯用混凝剂：铝盐、铁盐 中和胶体杂质电荷中和胶体杂质电荷 黏结胶体杂质微粒黏结胶体杂质微粒 吸附胶体杂质吸附胶体杂质 助凝剂：细黏土、膨润土助凝剂：细黏土、膨润土 影响原因影响原因:pH:pH、温度、搅拌强度、温度、搅拌强度2.2.化学法化学法 （1 1）沉淀反应）沉淀反应 FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq)惯用沉淀剂：惯用沉淀剂：Na2CO3、CaO、Na2S 第78页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页79（2）氧化还原法）氧化还原法 Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O加加NaOH，调整调整pH为6-8，生成Cr(OH)3沉淀沉淀 惯用氧化剂惯用氧化剂:O2(空气空气)、Cl2、H2O2、O3 惯用还原剂：惯用还原剂：FeSO4、Fe粉、粉、SO2、Na2SO33.3.离子交换法离子交换法 阳离子交换树脂阳离子交换树脂 R-SO3H+M+=R-SO3 M+H+阴离子交换树脂阴离子交换树脂 R-N(CH3)OH+R-N(CH3)X+OH+第79页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页804.电渗析法和反渗透法电渗析法和反渗透法反渗透是一个利用高分子膜进行物质分离过程，能够从水中除反渗透是一个利用高分子膜进行物质分离过程，能够从水中除去去90%90%以上溶解盐类及以上溶解盐类及99%99%以上胶体、微生物、有机物等以上胶体、微生物、有机物等第80页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页81中国水资源危机中国水资源危机*基本国情：基本国情：水总量不小，2.8万亿m3(2.8Tm3),居世界第6。人均太小，2200m3，相当于世均1/5，美国1/6，加拿大1/60，名列世界109位，是世界13个贫水国之一。危机五个表现：危机五个表现：1.旱灾是对中国农业打击最大自然灾害。2.城市供水不足。3.水污染日趋严重。4.地下水严重超采。5.水资源浪费严重,二次水利用率太低。第81页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页82本章小结本章小结v 非电解质稀溶液蒸气压下降、沸点升高、凝固点下降以及渗透压等与溶液质量摩尔浓度成正比，而与溶质本性无关。v 酸碱质子理论认为凡能给出质子物质都是酸；凡能结合质子物质都是碱。并提出了共轭酸碱概念：共轭酸=共轭碱+H+，K a K b=K wv 稀释定律：v 一元酸碱溶液pH近似计算：或v 多元弱酸(碱)解离是分级进行，每一级解离都有一个解离常数。普通情况下Ka1Ka2Ka3，以一级解离为主。所以以处理一元酸碱溶液方法来计算其pH值。第82页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页83v 同离子效应在弱酸溶液中加入该酸共轭碱，或在弱碱溶液中加入该碱共轭酸，使得弱酸或弱碱解离度大大下降现象，称为同离子效应。v 缓冲溶液弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸所组成溶液对外加酸和碱含有缓冲能力。当溶液pH值在pKa附近时，含有最强缓冲能力。第83页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页84续续v 多相离子平衡：难溶电解质在水溶液中，存在固体和溶液中离子之间多相离子平衡。当溶液中浓度商大于溶度积常数时生成难溶盐，反之难溶盐溶解。因加入含有共同离子强电解质，而使难溶电解质溶解度降低现象也叫同离子效应。一个难溶电解质能够转化为更难溶电解质。利用酸碱反应，配位反应，氧化还原反应能够使沉淀溶解。v 表面活性剂分子中同时存在亲水基团和亲油基团，它能起到降低表面张力作用。因为加入表面活性物质而形成稳定乳状液作用叫做乳化作用。v 水是宝贵自然资源。了解水净化和废水处理一些工艺。v 膜是一个主要功效性材料，可用于分离、生物模拟、能量转化等目标。第84页首首 页页末末 页页下一页下一页上一页上一页85本章学习要求本章学习要求v 了解溶液通性。v 明确酸碱近代概念，酸碱解离平衡和缓冲溶液概念，掌握相关pH值计算；v 掌握沉淀与溶解平衡、溶度积规则及其相关计算；v 了解表面活性剂结构和应用；认识膜化学领域基本功效。v 了解水处理工艺方法。第85页