湖南科技大学普通化学03第三章 水化学与水污染.ppt

第3章 水化学与水污染 3.1 溶液的通性 溶液的定义及分类 溶液组成的表示法 非电解质溶液的通性 3.2 水溶液中的单相离子平衡 3.3 难溶电解质的多相离子平衡 3.4 胶体与界面化学 3.5 水污染及其危害 溶液的定义及分类 溶液组成的表示法 非电解质溶液的通性 1. 蒸气压下降 蒸气压下降的应用 2. 溶液的沸点上升 溶液的凝固点（熔点）降低 3. 沸点和凝固点测定的应用 4. 溶液的渗透压 渗透压测定的应用 等渗溶液与反渗透 5. 稀溶液的依数性 3.1.2 电解质溶液的通性 3.2 水溶液中的单相离子平衡 3.2.1 酸碱在水溶液中的解离平衡 酸碱质子理论 共轭酸碱概念 酸碱电子理论 2. 酸碱离子平衡及pH计算 一元弱酸和一元弱碱的电离 例题 例题 3 多元弱酸和多元弱碱 说明 例题 共轭酸碱解离常数之间关系 4. 缓冲溶液和pH的控制 缓冲溶液 缓冲溶液的pH 例题 例题 说明 缓冲溶液的选择和配制 常用缓冲溶液 例题 3.2.2 配离子的解离平衡 1. 配离子的组成 配离子的解离平衡常数 配离子的稳定常数 2. 配离子解离平衡的移动 3.3 难溶电解质的多相离子平衡 3.3.1 溶度积和多相离子平衡 溶度积和溶解度的关系 3.3.2 溶度积规则及其应用 2. 溶度积规则的应用 2. 沉淀的溶解 3. 同离子效应 同离子效应的应用 4. 沉淀的转化 沉淀的转化的应用 3.4 胶体与界面化学 3.4.1 分散系分类 1. 胶体的结构 2. 胶体的稳定性 3.4.2 胶体的聚沉与保护 3.4.3 表面活性剂 1. 表面活性剂分类 2. 表面活性剂举例 3. 表面活性剂的应用 3. 表面活性剂的应用 乳化作用的应用 乳化作用的破坏 起泡作用的应用 消泡作用 3.4.4 膜化学 分离膜 分离膜的应用 能量转化功能膜 LB膜 3.5 水污染及其危害 3.5.1 无机物污染 氰化物和酸碱污染 3.5.2 有机物污染 水污染 水与生态 3.5.3 水的富营养化 3.5.4 热污染 中国的水资源危机 选读材料 水的净化与废水处理 废水常用处理方法 本章学习要求 本章小结 续 以碘化银胶体为例： AgNO3 + KI(过量) → KNO3 + AgI↓ 过量的 KI 用作稳定剂 胶团的结构表达式 ： (AgI)m I- K+ (AgI)m 胶核 [(AgI)m·nI ˉ ·(n-x) K+]x- 胶粒 [(AgI)m·nI ˉ ·(n-x) K+]x-·xK+ 胶团 同一种胶体，胶粒的结构可以因制备方法的不同而不同。 胶体的核心部分是不溶于水的粒子，称为胶核。胶核是电中性的。胶核上吸附了大量离子形成紧密层，称为胶粒。由于吸附的正、负离子不相等，因此胶粒带电。胶粒周围分散着与胶粒带相反电荷的离子(自然也有其它离子)。胶粒及其带相反电荷的离子构成胶体的基本结构单元——胶团。 附图3.4 胶体结构示意图 胶体是热力学不稳定系统。 但胶体能够长时间不发生沉降而稳定存在，原因主要有： 胶体粒子的布朗运动。 思考：胶体的稳定性如何？ 胶体粒子带有电荷的原因：胶体是一高度分散的系统，胶体粒子的总表面积非常大，因而具有高度的吸附能力，并能选择性地吸附某种离子。 胶体粒子带有电荷，胶粒之间有很强的相互排斥。 思考：在上例碘化银胶体的制备中，为何吸附Iˉ而不是K+？ 答：在碘化银胶核的表面，碘化银优先吸附和组成有关的Iˉ。 胶体的聚沉 使胶粒聚集成较大的颗粒而沉降的过程称为胶体的聚沉。促使胶体聚沉的因素有： 加入电解质：电解质中带有与胶粒异号电荷的离子导致了溶胶的聚沉。使溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度称为聚沉值，单位mmol·dm-3。电解质与胶粒异号电荷的离子的价数越高，聚沉效率越大，聚沉值越小。 将两种带异号电荷的溶胶混合 加热 胶体的保护 加入某些高分子化合物，如动物胶、蛋白质、淀粉等 凡能显著降低两相之间表面张力的物质称表面活性剂。 表面活性剂的结构特点： 表面活性剂具有两类性质完全不同的基团：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。使得两相之间的表面张力大大降低。 图3.5 表面活性剂在两相界面的排列 表面活性剂通常也按亲水基团的化学结构来分类，亲水基团是离子结构的称为离子型，亲水基团是共价结构的称为非离子型。 离子型表面活性剂又可分为阳离子型(亲水基团是阳离子)、阴离子型(亲水基团是阴离子)和两性型(亲水基团既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的表面活性剂不能混用，否则可能会发生沉淀而失去活性作用。