第三章水化学与水污染.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
普通化学 ppt课件
起始浓度 0.1
0
0
平衡浓度 x
0.1-x
0.1-x
[OH-][HS-]/[S2- ] = 8.3 (0.1-x)2 / x = 8.3
0.1-x 0.1
x = 1.2 10-3 1mol·dm-3= [S2- ]
[OH-] = 0.1-1.2 10-3 = 9.9 10-2 = [HS-]
%= (0.1- 1.2 10-3 / 0.1) 100 = 99%
渗透压
压力计
3.1.2 电解质溶液的性质
电离平衡常数 Ki
Ka
Kb
✓酸（acid）碱（base）
3.2 溶液中的单相离子平衡
一、水的自偶电离
1．水的离子积常数Kwr
H2O + H2O ⇔
H3O+ + OH
H2O ⇔
H+ + OH
298K，纯水中的[H3O+] = [OH] = 1.0 107 mol·dm3
0.1-x
x
x
c/Ka1 >400, 近似地： 0.1-x = 0.1 x2/0.1 = Ka1＝ 1.2 10-7 x = [H+] = [HS-] =7.5 10-5 mol·dm3
二级平衡:
HS- =
H+ + S2-
平衡浓度: 7.5 10-5 7.5 10-5
y
Ka2 = [H+][S2-]/[HS-] = 1.2 10-15 y ＝ [S2-] = Ka2 ＝ 1.2 10-15 [H+][OH-]= Kw＝ 10-14 [H+] = 7.5 10-5 [OH-] = 1.3 10-10 mol·dm3 pOH = 10.11
水污染及成因PPT课件
量变
质变
a
10
水环境污染物
悬浮物、胶 体、耗氧有机物、植物性营 养物、重 金 属 污染物、酸 碱 污 染、石 油 类、病 原 体、难降解有机物、放射性物 质 、热污染等
a
11
痛痛病事件
1955—1972年，在日本富山县神通川流域两岸出 现了一种怪病，患者中妇女比男士多，患上此病， 则全身骨骼疼痛，不能行走，故取名为“痛痛 病” ，起因是附近的电镀厂、蓄电池制造厂及熔 接工厂或因采矿工业含镉之废水未经适当处理而 径行排水，污染了神通川水体，两岸居民利用河 水灌溉农田，稻米和饮用水含镉而中毒。
世界将出现淡水短缺
联合国的一份报告中指出，今后25年世界将出现淡 水短缺，在北非、中东和亚洲可能会因为水资源短缺而 引发战争。在这些地区现在已经有20%的人缺少安全 用水，50%的人没有安全卫生设施。在中东和非洲， 这早就是严重的问题。即使是在欧洲，各大城市，也有 一半正在过度挖掘水源。更为令人担忧的是，印度、中 国这两个人口大国的水位也日益下降。人口的增加、农 业发展、工业化等因素造成了水的短缺。
a
1
水圈的构成
海洋：97.3%（咸水） 冰川：2.1% （固体淡水） 地下水：0.6% 地表水：0.01% 大气水和生物水：0.001% 能够被人类直接利用的水不足
1%
a
2
水资源短缺告急
地球虽然号称水球，地球表面71%的面积被水覆盖，但其中 97.5%的水是海水咸水，2%的水被冰川、冰帽所覆盖，剩下的 部分则储藏在地下深处人们难以取用。人类可以使用的淡水仅有 0.26%左右。近30年来，世界人口增加了60%以上。据世界卫 生组织调查，约有1/4的人口缺少洁净的饮用水！目前全球有 100多个国家缺水，13亿人缺少饮用水，10亿人的饮用水不合 乎卫生要求，全球淡水量严重不足。 据统计，全球200多个国家和地区中，有二分之一是缺水的，严重 缺水的有60个；有五分之三的人口在吃被污染的水。其中，绝 大部分是发展中国家。供水不足和水污染，已经制约了人类的生 存和发展，引起了各国政府的高度重视，改善饮用水水质成为世 界性的议题。
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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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
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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-ppt课件
• 过滤——沉淀——用 活性炭除异味，去颜 色——消毒。在自来水 管传递过程中有可能 出现二次污染，所以 饮用时要煮沸杀菌， 而且还要用干净的杯 子饮用。
每年的3月22日是世界水日 每年的4月22日是世界地球日 每年的6月5日是世界环境日
完
小组成员：谭思圆 钱俪婷 金玮琳 王煜褀 黄云霞 吴洁莹
3． 加强公民的环保意识
改善环境不仅要对其进行治理，更重 要的是通过各方面的宣传来增强居民 的环保意识。居民的环保意识增强了。 破坏环境的行为就自然减少了
4、实现废水资源化利用
5．家用水的净化
• 随着经济的发展， 工业的废水排放量还 要增加，如果只重视 末端治理，很难达到 改善目前水污染状况 目的，所以我们要实 现废水资源化利用。
水污染的危害
日趋加剧的水污染，已对人类的生存安全构成重大威胁， 成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。据 世界权威机构调查，在发展中国家，各类疾病有80%是 因为饮用了不卫生的水而传播的，每年因饮用不卫生水 至少造成全球2000万人死亡，因此，水污染被称作"世界 头号杀手"。
水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品 质量，甚至使生产不能进行下去。水的污染，又影响人民生
中国水污染现状
1. 水资源的污染：人口数量的几何增长、现代工业废 水的乱排乱放、城市垃圾、农村农药喷洒等等，造成本 来已是极少的淡水资源加剧短缺，无法为人所用。据统 计，目前水中污染物已达2千多种主要为有机化学物、 碳化物、金属物，其中自来水里有765种（190种对人体 有害，20种致癌，23种疑癌，18种促癌，56种致突变： 肿瘤）。在我国，只有不到11%的人饮用符合我国卫生 标准的水，而高达65%的人饮用浑浊、苦碱、含氟、含 砷、工业污染、传染病的水。2亿人饮用自来水，7000 万人饮用高氟水，3000万人饮用高硝酸盐水，5000万人 饮用高氟化物水，1.1亿人饮用高硬度水。
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
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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。
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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。
环境保护概论- 水污染及其防治-PPT演示文稿
BOD5<CODCr的原因有： 许多能被K2Cr2O7氧化的有机物不能通过生化作用氧化. 有些无机离子可被无机氧化剂氧化,而生化法不行.
2020/9/22
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例题：用Na2SO3处理某工业含铬废水,已知水量为 5m3/d,
含浓度为100mg/L,为将水中Cr6+全部还原为Cr3+,每天 需用多少Na2SO3?
郑州市日均供水量为110万吨，居全国城市的21位。 郑州市水资源总量13.39亿立方米，人均水资源占有量212立方 米，是全省人均水平的二分之一，不足全国人均水平的十分之一。 郑州市已经建成日处理污水40万立方米的王新庄污水处理厂， 目前，日处理污水30万立方米左右。五龙口污水处理厂已经建成投 产，马头岗污水处理厂正在进行实施建设（07年7月投产，日处理污 水30万吨），同时配套建设了污水回用工程，努力实现污水资源化。
可达到饮用标准202091942基本方法基本原理单元技术物理法物理或机械的分离过程均衡与调节筛滤沉淀气浮浮选离心分离化学法加入化学物质与污水中的有害物质发生化学反应的转化过程中和混凝氧化还原吸附离子交换膜分离分解化学沉淀等生物法微生物在污水中对有机物进行氧化分解的新陈代谢过活性污泥生物滤池生物转盘氧化塘厌气消化膜分污水处理方法分类202091943202091944三物理处理法1
总有机碳 TOC, total organic carbon 定义：包括水体中所有有机污染质的含碳量。(先除去无机碳). 单位：mg/L(ppm)
测定方法：化学氧化燃烧(Pt作为催化剂),由CO2量得出TOC的量.
总需氧量 TOD, total oxygen demand 定义：有机物和碳、氢、氮、硫等全部被氧化所需氧量. 单位：mg/L(ppm) 测定方法：Pt作为催化剂,在900C时燃烧所需氧量.
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例题：用Na2SO3处理某工业含铬废水,已知水量为 5m3/d,
含浓度为100mg/L,为将水中Cr6+全部还原为Cr3+,每天 需用多少Na2SO3?
郑州市日均供水量为110万吨，居全国城市的21位。 郑州市水资源总量13.39亿立方米，人均水资源占有量212立方 米，是全省人均水平的二分之一，不足全国人均水平的十分之一。 郑州市已经建成日处理污水40万立方米的王新庄污水处理厂， 目前，日处理污水30万立方米左右。五龙口污水处理厂已经建成投 产，马头岗污水处理厂正在进行实施建设（07年7月投产，日处理污 水30万吨），同时配套建设了污水回用工程，努力实现污水资源化。
可达到饮用标准202091942基本方法基本原理单元技术物理法物理或机械的分离过程均衡与调节筛滤沉淀气浮浮选离心分离化学法加入化学物质与污水中的有害物质发生化学反应的转化过程中和混凝氧化还原吸附离子交换膜分离分解化学沉淀等生物法微生物在污水中对有机物进行氧化分解的新陈代谢过活性污泥生物滤池生物转盘氧化塘厌气消化膜分污水处理方法分类202091943202091944三物理处理法1
总有机碳 TOC, total organic carbon 定义：包括水体中所有有机污染质的含碳量。(先除去无机碳). 单位：mg/L(ppm)
测定方法：化学氧化燃烧(Pt作为催化剂),由CO2量得出TOC的量.
总需氧量 TOD, total oxygen demand 定义：有机物和碳、氢、氮、硫等全部被氧化所需氧量. 单位：mg/L(ppm) 测定方法：Pt作为催化剂,在900C时燃烧所需氧量.
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。
最新整理第三章水化学水污染.ppt
= 248k 答：此溶液的渗透压为248kPa。 可见：浓度为0.100 mol.dm-3的溶液渗透压还是很大的
思考题
若外加压力超过渗透压，会发生什么现象?
答案 反而会使溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动→反渗透
反渗透的用途？ 在工业上利用反渗透原理可进行海水淡化，工业污水
处理等。
思考题
1 为什么医院给病人作静脉点滴用的葡萄糖溶液的质 量分数是5%?
例： T=298.15K, p(H2O)=3167Pa 0.5mol.kg-1, p(蔗糖)=3136Pa 1.0mol.kg-1, p(蔗糖)=3108Pa 0.5mol.kg-1, p(葡萄糖)=？
3136Pa
说明：溶液蒸气压的下降与溶质本性无关，只与一定 量溶剂中的溶质的粒子数目(即物质的量)有关，这 种相关性称为依数性。
思考题 1 中学中已学了摩尔浓度，为何还要引进
质量摩尔浓度?
2 试分析糖水稀溶液的冷却凝固过程？
应用
海水不易结冰 冬天马路上撒盐水 汽车水箱中加乙二醇
3渗 透 压
自然现象
为什么医院给病人作静脉点滴用的葡萄糖溶液的质量分 数是5%?
人们在游泳池中游泳时，睁开眼睛很快就会感到疼痛 而在海水中游泳却没有不适之感？
（1）蒸气压（通常指的是饱和蒸气压）
蒸发： 液体表面能量足够大的分子克服
分子间引力而逸出到气相中的过程 称为蒸发或气化。 凝聚：蒸气分子因热运动而撞击液面 时，受到液体分子引力作用而重新 进入液体相的过程称为凝聚。
蒸气压的形成过程
一杯水放在密闭的容器中，一方面水面上 能量较大的分子会克服水分子间的引力而 逸出，成为水蒸气分子；另一方面水蒸气 分子相互碰撞，凝聚成为液体水。
思考题
思考题
若外加压力超过渗透压，会发生什么现象?
答案 反而会使溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动→反渗透
反渗透的用途？ 在工业上利用反渗透原理可进行海水淡化，工业污水
处理等。
思考题
1 为什么医院给病人作静脉点滴用的葡萄糖溶液的质 量分数是5%?
例： T=298.15K, p(H2O)=3167Pa 0.5mol.kg-1, p(蔗糖)=3136Pa 1.0mol.kg-1, p(蔗糖)=3108Pa 0.5mol.kg-1, p(葡萄糖)=？
3136Pa
说明：溶液蒸气压的下降与溶质本性无关，只与一定 量溶剂中的溶质的粒子数目(即物质的量)有关，这 种相关性称为依数性。
思考题 1 中学中已学了摩尔浓度，为何还要引进
质量摩尔浓度?
2 试分析糖水稀溶液的冷却凝固过程？
应用
海水不易结冰 冬天马路上撒盐水 汽车水箱中加乙二醇
3渗 透 压
自然现象
为什么医院给病人作静脉点滴用的葡萄糖溶液的质量分 数是5%?
人们在游泳池中游泳时，睁开眼睛很快就会感到疼痛 而在海水中游泳却没有不适之感？
（1）蒸气压（通常指的是饱和蒸气压）
蒸发： 液体表面能量足够大的分子克服
分子间引力而逸出到气相中的过程 称为蒸发或气化。 凝聚：蒸气分子因热运动而撞击液面 时，受到液体分子引力作用而重新 进入液体相的过程称为凝聚。
蒸气压的形成过程
一杯水放在密闭的容器中，一方面水面上 能量较大的分子会克服水分子间的引力而 逸出，成为水蒸气分子；另一方面水蒸气 分子相互碰撞，凝聚成为液体水。
思考题
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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不同溶剂蒸气压不同，相同溶剂温度升高，蒸 气压增大。例如：
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 = pA·xB
其中xB是溶质B在溶液中的摩尔分数， pA是纯溶剂的蒸
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
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？
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0.00100mol·kg-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ΔTfp = 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= cRT =（0.00100×103×8.314×298.15）Pa = 2.48×103 Pa
➢ 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 NaCl + 100g H2O(s)） -22℃ CaCl2-冰（42.5g CaCl2 + 100g H2O(s)） -55℃
➢ 低熔合金的制备
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 ∵kf p＞kbp，ΔTfp ＞ΔTbp 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MB很大时，由于ΔTf太小，准确性 差 因此只适用于MB较大的情况。
➢ 防冻剂工作原理
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，体积膨胀而使水箱破裂。
5 稀溶液的依数性
难挥发非电解质稀溶液的性质(蒸气压下降，沸点 上升和凝固点下降，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。
等渗溶液与反渗透
等渗溶液
人体血液的渗透压约为780kPa，病人注射或输液时， 使用0.9%的NaCl溶液（0.16 mol·dm-3）或5%的葡萄糖 溶液(0.28mol·dm-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，该过程叫反 渗透。广泛用于海水淡化、工业废水的处理及溶液的浓
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pH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
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%Pb(mp.327.5℃)与67%Sn(mp.232℃) 组成的焊锡，熔点为180℃，用于焊接时不会使焊件过热，
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）
包括：稀溶液蒸气压的下降、沸点上升、凝固点下降
组成的标度 —— 溶剂A + 溶质B
1.质量摩尔浓度m： 1kg溶剂中所含溶质的物质的量，SI单位mol.kg-1
mB = nB/wA
nB —溶质B的物质的量，单位为mol。 wA—溶剂的质量，单位为kg。
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 质的摩到101.325kPa(1atm)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：
△Tbp = Tbp – Tb = kbp•m kbp称为溶剂的摩尔沸点上 升常数，单位为K·kg·mol-1。
p<101.325kPa
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
△Tfp = Tfp－Tf = kfp m
kfp 称为溶剂的摩尔凝固点 下降常数。
特点
溶剂的液-固平衡线
➢Kfp, kbp只与溶剂种类有关
汽压。若溶液的质量摩尔浓度为mB，则
p
pA xB
pA
nB nA nB
pA
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WB的溶质溶于质量为WA的溶剂中，则有： ppAWA/M W A B/M W B B/MB
干燥剂工作原理
CaCl2、NaOH、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，使空气中的水蒸气 不断凝结进入溶液而达到消除空气中水蒸气的目的。
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。
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 = pA·xB
其中xB是溶质B在溶液中的摩尔分数， pA是纯溶剂的蒸
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
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？
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0.00100mol·kg-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ΔTfp = 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= cRT =（0.00100×103×8.314×298.15）Pa = 2.48×103 Pa
➢ 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 NaCl + 100g H2O(s)） -22℃ CaCl2-冰（42.5g CaCl2 + 100g H2O(s)） -55℃
➢ 低熔合金的制备
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 ∵kf p＞kbp，ΔTfp ＞ΔTbp 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MB很大时，由于ΔTf太小，准确性 差 因此只适用于MB较大的情况。
➢ 防冻剂工作原理
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，体积膨胀而使水箱破裂。
5 稀溶液的依数性
难挥发非电解质稀溶液的性质(蒸气压下降，沸点 上升和凝固点下降，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。
等渗溶液与反渗透
等渗溶液
人体血液的渗透压约为780kPa，病人注射或输液时， 使用0.9%的NaCl溶液（0.16 mol·dm-3）或5%的葡萄糖 溶液(0.28mol·dm-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，该过程叫反 渗透。广泛用于海水淡化、工业废水的处理及溶液的浓
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pH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
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%Pb(mp.327.5℃)与67%Sn(mp.232℃) 组成的焊锡，熔点为180℃，用于焊接时不会使焊件过热，
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）
包括：稀溶液蒸气压的下降、沸点上升、凝固点下降
组成的标度 —— 溶剂A + 溶质B
1.质量摩尔浓度m： 1kg溶剂中所含溶质的物质的量，SI单位mol.kg-1
mB = nB/wA
nB —溶质B的物质的量，单位为mol。 wA—溶剂的质量，单位为kg。
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 质的摩到101.325kPa(1atm)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：
△Tbp = Tbp – Tb = kbp•m kbp称为溶剂的摩尔沸点上 升常数，单位为K·kg·mol-1。
p<101.325kPa
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
△Tfp = Tfp－Tf = kfp m
kfp 称为溶剂的摩尔凝固点 下降常数。
特点
溶剂的液-固平衡线
➢Kfp, kbp只与溶剂种类有关
汽压。若溶液的质量摩尔浓度为mB，则
p
pA xB
pA
nB nA nB
pA
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WB的溶质溶于质量为WA的溶剂中，则有： ppAWA/M W A B/M W B B/MB
干燥剂工作原理
CaCl2、NaOH、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，使空气中的水蒸气 不断凝结进入溶液而达到消除空气中水蒸气的目的。
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。