第三章水化学与水污染模板与应用.ppt
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第3章水化学与水污染.pptx
二、电解质稀溶液的通性
第 3 章 水化学与水污染 § 3.1 溶液的通性
一、非电解质稀溶液的通性 稀溶液的依数性定律：
难挥发的非电解Biblioteka 稀溶液的性质只与溶液 的浓度有关，而与溶质的本性无关。 这些性质包括：溶液的蒸气压下降、沸点上升、 凝固点下降及溶液渗透压等。
第 3 章 水化学与水污染
蒸发或气化作用
第 3 章 水化学与水污染
1．溶液的蒸气压下降
(1) 蒸气压
在封闭系统中，一定温度下，当液体的蒸发速率和其 蒸气凝聚的速率相等时的蒸气压力叫做该温度下液体
的饱和蒸气压，简称蒸气压。
或：在一定温度下，液体及其蒸气达到相平衡时，蒸 气所具有的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压，简 称蒸气压。 思考：蒸气压与温度有什么关系？
2．沸点上升 溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压；溶液
的沸点升高与溶液的质量摩尔浓度成正比，即
Tbp kbp m
kbp:溶剂沸点上升常数，决定于溶剂的本性,与溶剂的
摩尔质量、沸点、汽化热有关。其单位为K·kg·mol-1 。
可以理解为：溶液的浓度m = 1 mol ·kg-1时的溶液沸点
结论： 溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度
越大，蒸气压下降越多。
p pA xB
对于稀溶液，溶剂物质的量nA 远远大于溶质物质 的量nB ，即nA nB
xB nB （/ nB nA ) nB / nA
设溶液的浓度以1000g溶剂(水)中含的溶质物质的量nB 为单位, 则溶液的质量摩尔浓度m为：
设有双组分溶液，溶剂A和溶质B的物质的量分
别为nA和nB，则
xB
nB nA nB
nB n总
xA
nA nA nB
第 3 章 水化学与水污染 § 3.1 溶液的通性
一、非电解质稀溶液的通性 稀溶液的依数性定律：
难挥发的非电解Biblioteka 稀溶液的性质只与溶液 的浓度有关，而与溶质的本性无关。 这些性质包括：溶液的蒸气压下降、沸点上升、 凝固点下降及溶液渗透压等。
第 3 章 水化学与水污染
蒸发或气化作用
第 3 章 水化学与水污染
1．溶液的蒸气压下降
(1) 蒸气压
在封闭系统中，一定温度下，当液体的蒸发速率和其 蒸气凝聚的速率相等时的蒸气压力叫做该温度下液体
的饱和蒸气压，简称蒸气压。
或：在一定温度下，液体及其蒸气达到相平衡时，蒸 气所具有的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压，简 称蒸气压。 思考：蒸气压与温度有什么关系？
2．沸点上升 溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压；溶液
的沸点升高与溶液的质量摩尔浓度成正比，即
Tbp kbp m
kbp:溶剂沸点上升常数，决定于溶剂的本性,与溶剂的
摩尔质量、沸点、汽化热有关。其单位为K·kg·mol-1 。
可以理解为：溶液的浓度m = 1 mol ·kg-1时的溶液沸点
结论： 溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度
越大，蒸气压下降越多。
p pA xB
对于稀溶液，溶剂物质的量nA 远远大于溶质物质 的量nB ，即nA nB
xB nB （/ nB nA ) nB / nA
设溶液的浓度以1000g溶剂(水)中含的溶质物质的量nB 为单位, 则溶液的质量摩尔浓度m为：
设有双组分溶液，溶剂A和溶质B的物质的量分
别为nA和nB，则
xB
nB nA nB
nB n总
xA
nA nA nB
水环境化学PPT课件
H型（ Henry）等温式（直线型）
GkC 式中：K——分配系数
F型（Freundlich）等温式
1
G kCn
用对数表示：
lgGlgk1lgC n
-
20
L型（Langmuir）等温式
GG0C/(AC)
1 /G 1 /G 0 (A /G 0 )1 ( /C )
G0—单位表面上达到饱和时的最大吸附量 A—常数
(Acidity and Alkalinity in Natural Waters)
碱度（Alkalinity）
指水中能与强酸发生中和作用 的全部物质，即接受质子的物质总 量，包括强碱、弱碱及强碱弱酸盐。
-
7
测定方法：
酸碱滴定，双指示剂法
H+ + OH- = H2O H+ + CO32- = HCO3H+ + HCO3- = H2CO3
-
52
腐殖质的配合作用
(Complexation of Humic Substances)
分类
腐殖酸（Humic acid）溶于稀碱不溶于酸 富里酸（Fulvic acid） 溶于酸碱， 腐黑物（Humin） 不被酸碱提取。
-
53
结构：含大量苯环，还含大量羧基、醇基
和酚基，随亲水性基团含量的不同，腐殖 质的水溶性不同，并且具有高分子电解质 的特性，表现为酸性。
-
28
-
29
-
30
2、硫化物 (Sulfide)
金属硫化物是比氢氧化物溶度剂更小的 一类难溶沉淀物。
在硫化氢和硫化物均达到饱和的溶液 中，可算出溶液中金属离子的饱和浓度为：
[Me2+]=Ksp/[S2-]=Ksp[H+]2/(0.1K1K2)
GkC 式中：K——分配系数
F型（Freundlich）等温式
1
G kCn
用对数表示：
lgGlgk1lgC n
-
20
L型（Langmuir）等温式
GG0C/(AC)
1 /G 1 /G 0 (A /G 0 )1 ( /C )
G0—单位表面上达到饱和时的最大吸附量 A—常数
(Acidity and Alkalinity in Natural Waters)
碱度（Alkalinity）
指水中能与强酸发生中和作用 的全部物质，即接受质子的物质总 量，包括强碱、弱碱及强碱弱酸盐。
-
7
测定方法：
酸碱滴定，双指示剂法
H+ + OH- = H2O H+ + CO32- = HCO3H+ + HCO3- = H2CO3
-
52
腐殖质的配合作用
(Complexation of Humic Substances)
分类
腐殖酸（Humic acid）溶于稀碱不溶于酸 富里酸（Fulvic acid） 溶于酸碱， 腐黑物（Humin） 不被酸碱提取。
-
53
结构：含大量苯环，还含大量羧基、醇基
和酚基，随亲水性基团含量的不同，腐殖 质的水溶性不同，并且具有高分子电解质 的特性，表现为酸性。
-
28
-
29
-
30
2、硫化物 (Sulfide)
金属硫化物是比氢氧化物溶度剂更小的 一类难溶沉淀物。
在硫化氢和硫化物均达到饱和的溶液 中，可算出溶液中金属离子的饱和浓度为：
[Me2+]=Ksp/[S2-]=Ksp[H+]2/(0.1K1K2)
第三章 水化学与水污染 PPT课件
1 一元弱酸的解离平衡及计算
四、溶液的渗透压
放置一段 时间后！
纯水
糖水
糖水的蒸气压低于纯水的蒸气压 空气中只有水分子能通过
糖水 胡罗卜
液柱产生的静压力阻止了水继续向管中渗透 阻止渗透所需要的外界静压力，叫渗透压，记作。
渗透压大小的计算——范特荷甫方程(van’t Hoff equation) 1886年，荷兰物理化学家J.H.van’t Hoff发现非电解质稀
§3.2 水溶液中的单相离子平衡
3.2.1 酸和碱在水溶液中 的解离平衡 3.2.2 酸碱质子理论
酸碱的概念
1 酸碱电离理论
1） 酸碱定义
• 凡是在水中电离产生H+的物质是酸。 • 凡是在水中电离产生OH-的物质是碱。 • 酸碱反应是H+和OH-作用生成水的反应。
2） 局限性
（1）对酸碱物质的范畴有局限性 （2）对酸碱反应的范畴有局限性
根据酸碱定义，酸失去质子变成碱， 碱得到质子变成酸——共轭关系。
因质子得失而相互转化的每一对酸碱— 共轭酸碱对。 (conjugated pair of acid-base)
通式 酸
H+ + 碱 酸碱半反应
例如
H2PO4-
H+ + HPO42-
NH4+
H+ + NH3
Fe(H2O)63+
H+ + Fe(H2O)5(OH)2+
pH 6.47.5
6.5 7.0 7.357.45 7.4 10.6
5.5
弱酸弱碱的解离平衡及计算
(Dissolution Equilibrium and Calculation of Weak Acid and Weak Base)
水化学与水污染PPT课件
适用范围：难挥发、非电解质、稀溶液
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6
2 溶液的沸点上升、 凝固点下降
(1)液体的沸点： 液-气平衡时的温度，如：
H2O（l）
H2O（g）
100℃时,p（H2O,l）=P(外）=101325Pa
(2)液体的凝固点（冰点）：
固-液平衡时的温度，如:
H2O
H2O（l）
（S）
0℃时，p（H2O,l)=610.6Pa=p(H2O，s)
▲ 该定义不涉及发生质子转移的环境，故而在气 相和任何溶剂中均通用.
▲ 质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，在 质子理论中都是离子酸或离子碱，如NH4Cl中的 NH4+是离子酸， Cl－是离子碱. ▲ 得失质子的物质组成共轭酸碱对
HB = H+ + B- 酸＝质子+共轭碱
酸 ⇔ H+ + 碱
例：HAc的共轭碱是Ac- ，
压Π 。
范特霍夫公式：
Π=cBRT 或 ΠV=nBRT
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11
反渗透：在浓溶液一侧增加较大的压力可 使溶剂进入稀溶液（或溶剂）。依此可实 现溶液的浓缩和海水的淡化。
P
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渗透
反渗透
12
4 依数定律（稀溶液定律）
难挥发、非电解质、稀溶液的蒸汽压下 降、沸点上升、凝固点下降、渗透压是与一 定量溶剂中溶质的物质的量成正比。即与溶 质的粒子数成正比。
（2）优缺点： Arrhenius电离理论简单，是
第一个电解质溶液理论，对溶Fra bibliotek 理论的发展具有重要作用；
缺点是把酸碱的概念局限于水 溶液系统内，难于解释非水系统 进行的反应。例如，
水污染控制技术ppt课件
1.自然循环
地球上的水在阳光照射下，通过江河、湖泊、海洋等地面
水、表土水的蒸发，植物茎叶的蒸腾，形成水蒸气，进入大气,
遇冷凝结，以雨、雪、雹等形式重返地面。
ppt课件
4
返回地面的水，一部分渗入地下成为土壤水和地下水，再 供植物蒸腾，或直接从地面蒸发；一部分流入江河、湖泊、海 洋，再经过这些水面蒸发或植物蒸腾等，无终止地往复循环。
破坏这些设备。
ppt课件
19
为此，在污水处理前要设置调节池，对污水的水量、水质 进行均衡和调节，使污水处理效果更好。
调节池是调节水质和水量的构筑物。
2.2.2 水量与水质调节的常用方法
1.水量调节
污水处理中水量调节有两种调节池，一种为线内调节池， 另一种为线外调节池。
（1）线内调节池。进水一般采用重力流，出水用泵提升。
第1章 总 论 第2章 水污染控制的物理法 第3章 水污染控制的化学法 第4章 水污染控制的物理化学法 第5章 水污染控制的生化法 第6章 污泥处理 第7章 循环冷却水的处理 第8章 污水处理厂设计与运行管理
ppt课件
1
第1章 总 论
1.1 我国水资源现状 1.2 污水的来源、水污染的途径及危害 1.3 水体中主要污染物质及水质指标 1.4 水污染控制的基本原则与方法
（2）线外调节池。设在旁路上。
当污水流量过高时，多余污水用泵打入调节池；
并送去后续处理。
ppt课件
20
线外调节池与线内调节池相比，不受进水管高度限制，但 被调节的水量需要两次提升，消耗动力大。
2.水质调节
水质调节的任务是将不同时间或不同来源的污水进行混合, 使流出的水质比较均匀。水质调节的基本方法有两种。
ppt课件
人教版科学六年级下册第三章第3课《水污染及其防治》课件2
天然污染源
人为污染源
点源
非点源
第一节 概述
二、水污染的主要来源
点源污染 人类活动所排放的各类污水 由管道收集后集中排放，称 为点源污染。
非点源污染 大面积的农田地面径流或雨水径流产生的水体污 染，由于其进入水体的方式是无组织的，称为非 点源污染或面源污染。
第一节 概述
二、水污染的主要来源
（一）点源污染
淮河边的癌症村
• 2013年07月18日《淮河流域水环境与消化道 肿瘤死亡图集》数
• 字版出版，该图集首次证实了癌症高发与水污 染的直接关系。
• 2010年，国家疾控中心编著的《淮河流域重
点地区死因监测分
• 析结果汇编》显示，
• 这一年宿州埇桥区
• 恶性肿瘤死亡人数2150
• 人，沈丘死亡1724人。
富营养湖 营养物质丰富 浮游藻类较多 有根植物茂盛 湖盆通常较浅 湖底多为淤泥沉积物 水质混浊发暗 湖水温度较高 特征性鱼类：草、鲤、鲢等
湖泊富营养化图片
水华
云南滇池富营 养化现象严重
凤眼莲:
云南昆明的滇池，由于水质污染导致水葫芦疯长， 几乎遮盖了整个滇池，使很多水生生物几乎绝迹。
人们打捞由于水体富营养化导致的过量生长的水葫芦
人们打捞由于水体富营养化导致的过量生长的水葫芦
圆明园遗址公园湖水 什刹海
第一节 概述
来水水质较差
水
污染源输入
华
爆
温度升高
发
光照时数延长
城区环境补水量的锐减
海洋富营养化图片
赤潮又称红潮，是海 洋因浮游生物的兴盛， 海水呈现一片铁锈红色 而得名。
赤潮的海水都有臭味， 它主要会使水体变粘稠， 附着在鱼虾表皮和鳃上， 导致鱼虾呼吸困难而死 亡；许多赤潮生物还有 较大毒性，因此它对海 洋捕捞业、养殖业的危 害极大。
水污染及其防治培训课件(PPT30页)
预防
1.工业上严格要求，将污水处理达标后再排放
2.农业上科学使用化肥农药
3.研发更先进的工艺 4.节约用水一水多用...... 5.从思想上改变观念，加强节水爱水宣传，与自然
和谐发展。
治理
管理
7.国家政策扶持，对水资源进行规划管理 ............
水污染及其防治培训课件（PPT30页) 培训课 件培训 讲义培 训ppt教 程管理 课件教 程ppt
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水体污染的严重后果
水体自身 水体富营养化
人体健康
使人急慢性中毒，甚至诱发癌症。 或者以水为媒介传染疾病
农业上 作物减产，影响农产品品质甚至人畜受 害，污染土壤
工业上 腐蚀设备，影响产品质量增加处理费用 食品工业甚至会因此生产停顿
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pH试纸遇到酸性液体就会变红色，遇到 碱性液体就变蓝色。我们正常中性水使 试纸变浅绿色。 刘明在实验室做完实验后，发现 反应后的废液澄清透明，就直接 倒入了下水道，他的这种做法你 同意吗？
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1.未经处理排放的工业废水、生活污水 2.大量使用农药化肥除草剂的农业污水 3.堆放河边的工业废弃物，生活垃圾渗 出水 4.其他污染如石油泄漏等等
1.工业上严格要求，将污水处理达标后再排放
2.农业上科学使用化肥农药
3.研发更先进的工艺 4.节约用水一水多用...... 5.从思想上改变观念，加强节水爱水宣传，与自然
和谐发展。
治理
管理
7.国家政策扶持，对水资源进行规划管理 ............
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水体污染的严重后果
水体自身 水体富营养化
人体健康
使人急慢性中毒，甚至诱发癌症。 或者以水为媒介传染疾病
农业上 作物减产，影响农产品品质甚至人畜受 害，污染土壤
工业上 腐蚀设备，影响产品质量增加处理费用 食品工业甚至会因此生产停顿
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pH试纸遇到酸性液体就会变红色，遇到 碱性液体就变蓝色。我们正常中性水使 试纸变浅绿色。 刘明在实验室做完实验后，发现 反应后的废液澄清透明，就直接 倒入了下水道，他的这种做法你 同意吗？
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1.未经处理排放的工业废水、生活污水 2.大量使用农药化肥除草剂的农业污水 3.堆放河边的工业废弃物，生活垃圾渗 出水 4.其他污染如石油泄漏等等
化学 水污染及其治理PPT
电渗析法
反渗透法
反渗透法（超滤技术）是以压力为驱动力，
提高水的压力来克服渗透压，使水穿过功 能性的半透膜而除盐净化。反渗透法也能 除去胶体物质，对水的利用率可达７５％ 以上；反渗透法产水能力大，操作简便， 能有效使水净化到符合国家标准。
渗透过程示意图
渗 透 压
半透膜
纯溶剂
盐 溶 液
渗透与反渗透
3 30 6 1.5 0.02 0.1 0.001 0.005 0.05 0.05 0.2 0.01 0.5 0.3 5000
2 40 10 1.5 0.02 0.1 0.001 0.01 0.1 0.1 0.2 0.1 1.0 0.3 10000
化学需氧量(CODcr) 生化需氧量(BOD5) 氟化物(以F-计) 硒(四价) 总砷
pH
硫酸盐(以SO4-2计) ≤ 250以下
6.5--8.5
6--9
250 250
250
250
250
4
氯化物(以CL-计)
溶解性铁
≤
≤
250以下 0.3以下 0.1以下 0.01以下 0.05 10以下 0.06 0.02 0.5 0.02 2
250
0.5 0.1 1.0(渔0.01) 1.0(渔0.1) 20 0.15 0.02 1(渔0.05) 0.1 8
除盐
除去水中各种阳离子和阴离子杂质所得之
纯水称去离子或除盐。
离子交换法Ion Exchange 电渗析法 electrodialysis 反渗透 Reverse Osmosis
电渗析法
电渗析法是在外加直流电
场的作用下，利用阴、阳 离子交换膜对水中离子的 选择透过性，使水中阴、 阳离子分别通过阴、阳离 子交换膜向阳极和阴极移 动，从而达到净化作用。 这项技术常用于将自来水 制备初级纯水。
水化学——水污染 PPT
能抵抗少量外来强酸或强碱加入保持溶液的pH 值基本不变的溶液叫做缓冲溶液. 2. 缓冲原理
以HAc-NaAc系统为例，
100℃时，饱和蒸气压为101.325kPa。
(2) 蒸气压下降
往溶剂(如水)中加入一种难挥发的溶质，使它溶 解而生成溶液时，溶剂的蒸气压力便下降。同一温 度下，纯溶剂蒸气压力与溶液蒸气压力之差叫做溶 液蒸气压下降。
（3）拉乌尔定律（Raoult’s law） 在一定温度下稀溶液的蒸汽压等于纯溶剂的蒸
但是，稀溶液定律所表达的依数性与溶液浓度的 定量关系不适用于浓溶液和电解质溶液。
因为在浓溶液中，溶质微粒之间的相互影响以及 溶质微粒与溶剂分子之间的相互影响大大加强。这 些复杂的因素使其对稀溶液定律的定量关系产生了 偏差。
在电解质溶液中，由于电解质的解离，溶液中溶 质粒子数增加，其凝固点下降数值比相同浓度(m)的 非电解质溶液的凝固点下降数值要大。
例题5 向1.0L浓度为0.10mol.L-1的HAc溶液中 加入0.10mol的NaAc(s)，溶液的pH变化多少？ （已知Ka＝1.8×10-5） 解： 1.0L 0.10mol.L-1的HAc溶液的pH
c(H+) K ac1.8 1 50 0.1 0 1.3 1 3 30
p H(1)=2.87 加入0.10molNaAc(s)后，设H+浓度为x
HAc + H2O = H3O+ + Ac-
平衡浓度 0.10-x x 0.10+x
Ka(HA )cce
q(H)ce q(Ac) ceq(HA ) c
1.81 05x(0.10 x) 0.10 x
∵ x很小，0.10+x≈0.10，0.10-x≈0.10 ∴ x＝1.8×10-5
以HAc-NaAc系统为例，
100℃时，饱和蒸气压为101.325kPa。
(2) 蒸气压下降
往溶剂(如水)中加入一种难挥发的溶质，使它溶 解而生成溶液时，溶剂的蒸气压力便下降。同一温 度下，纯溶剂蒸气压力与溶液蒸气压力之差叫做溶 液蒸气压下降。
（3）拉乌尔定律（Raoult’s law） 在一定温度下稀溶液的蒸汽压等于纯溶剂的蒸
但是，稀溶液定律所表达的依数性与溶液浓度的 定量关系不适用于浓溶液和电解质溶液。
因为在浓溶液中，溶质微粒之间的相互影响以及 溶质微粒与溶剂分子之间的相互影响大大加强。这 些复杂的因素使其对稀溶液定律的定量关系产生了 偏差。
在电解质溶液中，由于电解质的解离，溶液中溶 质粒子数增加，其凝固点下降数值比相同浓度(m)的 非电解质溶液的凝固点下降数值要大。
例题5 向1.0L浓度为0.10mol.L-1的HAc溶液中 加入0.10mol的NaAc(s)，溶液的pH变化多少？ （已知Ka＝1.8×10-5） 解： 1.0L 0.10mol.L-1的HAc溶液的pH
c(H+) K ac1.8 1 50 0.1 0 1.3 1 3 30
p H(1)=2.87 加入0.10molNaAc(s)后，设H+浓度为x
HAc + H2O = H3O+ + Ac-
平衡浓度 0.10-x x 0.10+x
Ka(HA )cce
q(H)ce q(Ac) ceq(HA ) c
1.81 05x(0.10 x) 0.10 x
∵ x很小，0.10+x≈0.10，0.10-x≈0.10 ∴ x＝1.8×10-5
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浓溶液中溶质的微粒数较多，溶质微粒间的相互作用及溶 质微粒与溶剂分子间的相互作用复杂，使稀溶液定律的定 量关系产生偏差。而在电解质溶液中，由于电解质的解离， 使得稀溶液定律的定量关系不适用。 思考：相同浓度的电解质溶液的蒸气压与非电解质比如 何变化？
3.1.2 电解质溶液的通性
阿仑尼乌斯根据电解质溶液不服从稀溶液定律的现象， 提出了电离理论。1903年他获得了诺贝尔化学奖。电 离理论认为电解质分子在水溶液中解离成离子，使得 溶液中的微粒数增大，故它们的蒸汽压、沸点、熔点 的改变和渗透压数值都比非电解质大。 解离度——溶液中已解离的电解质的分子数与电解 质总分子数之比。
3.1 溶液的通性
溶液有两大类性质： 1）与溶液中溶质的本性有关：溶液的颜色、比重、酸 碱性和导电性等； 2）与溶液中溶质的独立质点数有关：而与溶质的本身 性质无关————溶液的依数性，如溶液的蒸气压、 凝固点、沸点和渗透压等。
难挥发的非电解质稀溶液有一定的共同性和规律性。 该类性质称为稀溶液的通性，或称为依数性。 包括：稀溶液蒸气压的下降、沸点上升、凝固点下降
4 溶液的渗透压
渗 透 现 象 —— 溶 剂 通 过
半透膜进入溶液或溶剂
从稀溶液通过半透膜进
入浓溶液的现象（单向 扩散）
Π
渗 透 压 —— 阻 止 渗 透 进 行所施加的最小外压,用 П表示。在数值上，
ΠV nRT或
渗透压测定的应用
测定分子的相对摩尔质量
渗透压有较大数值，容易测定，因此可以准 确测定化合物的相对摩尔质量。
例如：浓度为0.00100·1的某高分子物质（如蛋白质）的 水溶液，其沸点升高的数值为Δ = 0.00186K，因此用沸 点升高的方法测定是十分困难的。若用渗透压法，则 π= =（0.00100×103×8.314×298.15） = 2.48×103 此数值可以很精确地测定。
等渗溶液与反渗透
等渗溶液
组成的标度 —— 溶剂A + 溶质B 1.质量摩尔浓度m： 1溶剂中所含溶质的物质的量，单位1 =
—溶质B的物质的量，单位为。 —溶剂的质量，单位为。
2. 摩尔分数(或物质的量分数) —— 以溶液中的总物质的量除 任何一物质的量，即为该物 质的摩尔分数，是单位为一的 量。
设有双组分溶液，溶剂A和溶质B的物质的量分别为和，则
第3章水化学与水污染
本章学习要求
❖ 了解溶液的通性。
❖ 明确酸碱的近代概念，酸碱的解离平衡和缓冲 溶液的概念，掌握有关值的计算;了解配离子的解 离平衡及其移动； ❖ 掌握沉淀与溶解平衡、溶度积规则及其有关计 算； ❖ 了解胶体的聚沉、保护及表面活性剂的结构和 应用；
3.1 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
➢ 冷冻剂工作原理
➢工业冷冻剂如在冰水中加氯化钙固体,由于溶液中 水的蒸气压小于冰的蒸气压,使冰迅速熔化而大量 吸热,使周围物质的温度降低。
➢食盐-冰 （30g + 100g H2O(s)） -22℃
➢➢2低-冰熔（合4金2.5的g 制2 +备100g H2O(s)） -55℃
➢利用固态溶液凝固点下降原理，可制备许多有 很大的实用价值的合金。如33(.327.5℃)与
2 溶液的沸点上升
沸点：液体蒸气压达到101.325(1)时的温度。
沸腾温度：液体蒸气压与外界压力相等时的温度。
固体表面的分子也能蒸发，具有一定的蒸气压。固体与其
蒸气在密闭容器中可达到平衡。
p
难挥发物质的溶液的沸点
101.325kPa
总是高于纯溶剂的沸点，
溶剂 溶液
二者之差为：
△ = – = •m
nB nA
pA
nB wA
(
pA
MA
)
nB wA
k mB
蒸气压下降的应用
测定溶质分子的相对摩尔质量 设质量为的溶质溶于质量为的溶剂中，则有：
ppAWA/M W A B/M W B B/MB
干燥剂工作原理 2、、P2O5等易潮解的固态物质，常用作干燥 剂。因其易吸收空气中的水分在其表面形成溶 液，该溶液蒸气压较空气中水蒸气的分压小，
人体血液的渗透压约为780，病人注射或输液时， 使用0.9%的溶液（0.16 ·3）或5%的葡萄糖溶 液(0.28·3)，这两种溶液与红细胞和血浆都是等 渗溶液（即渗透压相等）。 反渗透
若外加在溶液上的压力大于渗透压，则会使溶液 中的溶剂向纯溶剂方向流动，使纯溶剂体积增加，
5 稀溶液的依数性和凝固点下降，以及溶液渗透压)与一定量溶 剂中溶质分子的数目成正比,而与溶质本性无关的 现象,称为稀溶液的依数性，也称稀溶液定律。
p<101.325kPa
称为溶剂的摩尔沸点上升 常数，单位为K··1。
凝固点（熔点）：液相和固相蒸气压相等时的温度——固 相与液相共存时的温度。
溶液的凝固点总是低于纯 溶剂的凝固点，它们之差 p 为：
溶剂 溶液
△=－ = m
称为溶剂的摩尔凝固点下 降常数。
特点
溶剂的液-固平衡线
, 只与溶剂种类有关
溶液中溶剂的蒸气压下降
法国物理学家拉乌尔据实验得出以下定量关系：在一定 温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压下降Δp与溶 质的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关。即：
Δp = ·
其中是溶质B在溶液中的摩尔分数， 是纯溶剂的蒸汽压。
若溶液的质量摩尔浓度为，则
p
pA xB
pA
nB nA nB
pA
TfpTf
T
沸点和凝固点测定的应用
➢ 测定分子的相对摩尔质量
➢以凝固点下降应用较多 ∵ p＞，Δ ＞Δ 实验误差 较小，且凝固时有结晶析出，易于观察。
➢当溶质的相对摩尔质量很大时，由于Δ太小，准 确➢性防差冻因剂此工只作适原用理于较大的情况。 ➢冬天为防止汽车水箱结冰，可加入甘油、乙二 醇等以降低水的凝固点，避免因结冰，体积膨胀
xB
nB nA nB
nB n总
xA
nA nA nB
nA n总
x x 1
3.1.1 非电解质溶液的通性 1 蒸气压下降
在一定温度下，液体及其蒸气达到相平衡时，蒸 气所具有的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压， 简称蒸气压。
思考：蒸气压与温度有什么关系？
不同溶剂蒸气压不同，相同溶剂温度升高，蒸 气压增大。例如：
3.1.2 电解质溶液的通性
阿仑尼乌斯根据电解质溶液不服从稀溶液定律的现象， 提出了电离理论。1903年他获得了诺贝尔化学奖。电 离理论认为电解质分子在水溶液中解离成离子，使得 溶液中的微粒数增大，故它们的蒸汽压、沸点、熔点 的改变和渗透压数值都比非电解质大。 解离度——溶液中已解离的电解质的分子数与电解 质总分子数之比。
3.1 溶液的通性
溶液有两大类性质： 1）与溶液中溶质的本性有关：溶液的颜色、比重、酸 碱性和导电性等； 2）与溶液中溶质的独立质点数有关：而与溶质的本身 性质无关————溶液的依数性，如溶液的蒸气压、 凝固点、沸点和渗透压等。
难挥发的非电解质稀溶液有一定的共同性和规律性。 该类性质称为稀溶液的通性，或称为依数性。 包括：稀溶液蒸气压的下降、沸点上升、凝固点下降
4 溶液的渗透压
渗 透 现 象 —— 溶 剂 通 过
半透膜进入溶液或溶剂
从稀溶液通过半透膜进
入浓溶液的现象（单向 扩散）
Π
渗 透 压 —— 阻 止 渗 透 进 行所施加的最小外压,用 П表示。在数值上，
ΠV nRT或
渗透压测定的应用
测定分子的相对摩尔质量
渗透压有较大数值，容易测定，因此可以准 确测定化合物的相对摩尔质量。
例如：浓度为0.00100·1的某高分子物质（如蛋白质）的 水溶液，其沸点升高的数值为Δ = 0.00186K，因此用沸 点升高的方法测定是十分困难的。若用渗透压法，则 π= =（0.00100×103×8.314×298.15） = 2.48×103 此数值可以很精确地测定。
等渗溶液与反渗透
等渗溶液
组成的标度 —— 溶剂A + 溶质B 1.质量摩尔浓度m： 1溶剂中所含溶质的物质的量，单位1 =
—溶质B的物质的量，单位为。 —溶剂的质量，单位为。
2. 摩尔分数(或物质的量分数) —— 以溶液中的总物质的量除 任何一物质的量，即为该物 质的摩尔分数，是单位为一的 量。
设有双组分溶液，溶剂A和溶质B的物质的量分别为和，则
第3章水化学与水污染
本章学习要求
❖ 了解溶液的通性。
❖ 明确酸碱的近代概念，酸碱的解离平衡和缓冲 溶液的概念，掌握有关值的计算;了解配离子的解 离平衡及其移动； ❖ 掌握沉淀与溶解平衡、溶度积规则及其有关计 算； ❖ 了解胶体的聚沉、保护及表面活性剂的结构和 应用；
3.1 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
➢ 冷冻剂工作原理
➢工业冷冻剂如在冰水中加氯化钙固体,由于溶液中 水的蒸气压小于冰的蒸气压,使冰迅速熔化而大量 吸热,使周围物质的温度降低。
➢食盐-冰 （30g + 100g H2O(s)） -22℃
➢➢2低-冰熔（合4金2.5的g 制2 +备100g H2O(s)） -55℃
➢利用固态溶液凝固点下降原理，可制备许多有 很大的实用价值的合金。如33(.327.5℃)与
2 溶液的沸点上升
沸点：液体蒸气压达到101.325(1)时的温度。
沸腾温度：液体蒸气压与外界压力相等时的温度。
固体表面的分子也能蒸发，具有一定的蒸气压。固体与其
蒸气在密闭容器中可达到平衡。
p
难挥发物质的溶液的沸点
101.325kPa
总是高于纯溶剂的沸点，
溶剂 溶液
二者之差为：
△ = – = •m
nB nA
pA
nB wA
(
pA
MA
)
nB wA
k mB
蒸气压下降的应用
测定溶质分子的相对摩尔质量 设质量为的溶质溶于质量为的溶剂中，则有：
ppAWA/M W A B/M W B B/MB
干燥剂工作原理 2、、P2O5等易潮解的固态物质，常用作干燥 剂。因其易吸收空气中的水分在其表面形成溶 液，该溶液蒸气压较空气中水蒸气的分压小，
人体血液的渗透压约为780，病人注射或输液时， 使用0.9%的溶液（0.16 ·3）或5%的葡萄糖溶 液(0.28·3)，这两种溶液与红细胞和血浆都是等 渗溶液（即渗透压相等）。 反渗透
若外加在溶液上的压力大于渗透压，则会使溶液 中的溶剂向纯溶剂方向流动，使纯溶剂体积增加，
5 稀溶液的依数性和凝固点下降，以及溶液渗透压)与一定量溶 剂中溶质分子的数目成正比,而与溶质本性无关的 现象,称为稀溶液的依数性，也称稀溶液定律。
p<101.325kPa
称为溶剂的摩尔沸点上升 常数，单位为K··1。
凝固点（熔点）：液相和固相蒸气压相等时的温度——固 相与液相共存时的温度。
溶液的凝固点总是低于纯 溶剂的凝固点，它们之差 p 为：
溶剂 溶液
△=－ = m
称为溶剂的摩尔凝固点下 降常数。
特点
溶剂的液-固平衡线
, 只与溶剂种类有关
溶液中溶剂的蒸气压下降
法国物理学家拉乌尔据实验得出以下定量关系：在一定 温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压下降Δp与溶 质的摩尔分数成正比，而与溶质的本性无关。即：
Δp = ·
其中是溶质B在溶液中的摩尔分数， 是纯溶剂的蒸汽压。
若溶液的质量摩尔浓度为，则
p
pA xB
pA
nB nA nB
pA
TfpTf
T
沸点和凝固点测定的应用
➢ 测定分子的相对摩尔质量
➢以凝固点下降应用较多 ∵ p＞，Δ ＞Δ 实验误差 较小，且凝固时有结晶析出，易于观察。
➢当溶质的相对摩尔质量很大时，由于Δ太小，准 确➢性防差冻因剂此工只作适原用理于较大的情况。 ➢冬天为防止汽车水箱结冰，可加入甘油、乙二 醇等以降低水的凝固点，避免因结冰，体积膨胀
xB
nB nA nB
nB n总
xA
nA nA nB
nA n总
x x 1
3.1.1 非电解质溶液的通性 1 蒸气压下降
在一定温度下，液体及其蒸气达到相平衡时，蒸 气所具有的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压， 简称蒸气压。
思考：蒸气压与温度有什么关系？
不同溶剂蒸气压不同，相同溶剂温度升高，蒸 气压增大。例如：