第5章水溶液中的化学反应和水体保护讲述
工程化学第五章 水溶液中的化学反应和水体保护
⒊缓冲溶液的pH的一般公式
设酸（HA）的浓度为c(共轭酸)，其共轭碱 (A-)的浓度为c(共轭碱)。 HA H+ + A-
初始浓度
平衡浓度
c(共轭酸)
c(共轭酸)- x ≈c(共轭酸)
0
x
c(共轭碱)
c(共轭碱)+ x ≈c(共轭碱)
由平衡常数公式得： Kaθ = c(共轭碱)· c(共轭酸) x/
例 计算298.15K时反应 HAc + H2OH3O+ + Ac-的 平衡常数。 解： HAc + H2O H3O+ + Ac-
fGm/kJ mol-1 -396.82
△rGmθ=ΣvB△ fGm (B)
-237.1 -237.2 -369.65
= -369.65 + (-237.2) – [-396.82 +( -237.1 )]
][
c(H 3O ) C
]
K w [c( OH)][c(H )] pK w pOH pH 14
θ
例：已知25℃时， 0.200mol· -1氨水的解离度为 L 0.95%，求c(OH－), pH值和氨的解离常数。
解
NH3· 2O H c0
NH4+ + 0
3
OH– 0
ceq 0.200(1– 0.95%)
pH pK a lg lg 1.76 10 4.75
θ
c( HAc ) c( Ac ) lg 0.1 0.1
5
例2 若在 50mL 0.150mol· -1 NH3· 2O和 0.200 L H mol· -1 NH4Cl组成的缓冲溶液中，加入0.100mL L 1.00 mol· -1的HCl ，求加入HCl前后溶液的pH值 L 各为多少？（Kbθ(NH3· 2O)=1.8×10-5) H 解： 加入 HCl 前： pOH pK b lg
水溶液中的化学反应与水体保护
碱 盐
) )
例题：向100g浓度为0.1mol.kg-1的HAc和0.1mol.Kg1NaAc混合溶液中加入1.0g1.0mol.kg-1的HCl,求此溶液 的pH值。已知：Kay=1.76×10-5。
HAc
H+ + Ac-
+ H+
HAc
H+ + Ac+ OH-
H2O
可见,Ac-是抗酸因素，HAc是抗碱因素。
缓冲作用是有限的，当外加强酸、碱 过量时,会失去缓冲作用。
水溶液中的化学反应与水体保护
(3)定量计算： ①弱酸-弱酸盐
pHpKaΘlgcc((盐 酸))
②弱碱-弱碱盐
p
H1
4p
KbΘl
gcc((
4. 缓冲溶液
溶液的pH值在一定范围内不受外来少量强酸、碱 的影响，这种溶液称缓冲溶液
(1) 组成：弱酸+弱酸盐 或 弱碱+弱碱盐 HAc+NaAc NH3·H2O+NH4Cl HAc+NH4Ac
NaH2PO4+Na2HPO4 NaHCO3+Na2CO3
水溶液中的化学反应与水体保护
(2)机理：以HAc—NaAc缓冲对为例(定性):
单相离子平衡可分为酸、碱的解离平衡及配离 子的解离平衡两类。
一 酸和碱在水溶液中的解离平衡 1. 酸碱理论 A 电离理论 由Arrhenius提出
（1）要点： ● 解离出的正离子全部是H+的 物质叫酸； ● 离解出的负离子全部是OH的物质叫碱。
阿仑尼乌斯
水溶液中的化学反应与水体保护
● 酸碱反应的实质是 H+ + OH- = H2O
九年级化学上册《保护水资料》湘教版
九年级化学上册《保护水资料》湘教版【学习目标】1.认识“三废”（废水、废气和废渣）处理的必要性以及处理的一样原则。
2.了解典型的水污染物的来源及危害。
3.初步形成正确、合理地使用化学物质的意识，认识化学在环境监测与环境爱护中的重要作用。
4.明白得水对生命活动的重大意义，认识水是宝贵的自然资源，形成爱护水资源和节约用水的意识。
【学习重点】“三废”（废水、废气和废渣）处理的必要性以及处理的一样原则；典型的水污染物的来源及危害；形成爱护水资源和节约用水的意识。
【教学手段】多媒体，交流讨论【教学课时】1课时【教学流程】出示尝试题→自学课本→尝试练习→教师讲解→第二次尝试练习教学过程教学流程教师活动学生活动设计意图出示尝试题→自学课本→尝试练习→教师讲解出示尝试题：1.水体污染是如何样被污染的？2.水体污染给人类带来什么危害?温习单元1的内容，观看课本P114的生活启发图片，交流讨论，水的污染及危害性。
能用剪接影片播放更佳。
注意交流后，影片设置重放，进而加深学生对该内容的明白得，同时可加深经历，再次可树立学生爱我家园，爱护地球的环保意识。
出示尝试题→自学课本→尝试练习→教师讲解3、如何防止水污染？针对污染源，进行讨论，总结。
出示尝试题→自学课本→尝试练习→教师讲解4.体验生活中简单处理污水的方法。
学习课本P114-P115，交流讨论各操作的原理和目的。
课后自制一简易净水装置，并了解每一处的设计原理。
过滤的内容在单元1差不多学习过，在那个地点，设为课后探究，另找时刻进行设计成果展现及讲评。
【板书设计】一、水污染源1.未经处理的工业“三废”任意排放；2.农业上不合理使用农药、化肥；3.生活废水任意排放；4.使用含磷洗涤剂；5.油船泄露石油。
二、水体污染的危害性：1.含重金属离子和农药等有毒化合物的污水会阻碍水生生物的生长，并通过人类饮用水和食物链等途径进入人体，阻碍人类的健康；2.含磷洗涤剂、化肥的大量使用，生活污水的任意排放，会导致水体中植物营养元素的含量增高，促使水体中藻类生物大量繁育，使得水生生物因水体缺氧而大量死亡;3.石油对海洋的污染，会在海水表面形成一层油膜，阻止了空气中的氧气溶于海水，阻碍了海生植物的光合作用和海洋生物的生存;4.热水三、爱护水资源的途径1.革新技术和工艺，在工业生产中减少甚至排除水体污染的产生;2.推广生态农业，科学使用高效低毒的农药、化肥;3.生产和推广使用无磷洗涤剂;4.对污水集中处理，达标排放。
水环境化学讲义精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版水环境化学讲义水圈包括海洋水、大气水、陆地水。
陆地水包括：地下水：潜水，承压水，冻土水，岩石、土壤分子水。
地表水：冰帽水、径流水、湖泊水、沼泽水。
生物水。
从分子与溶液的角度看水与天然水作为分子的水的组成、结构、特性：易作溶剂：氢键、异性相吸、六边形、较大分子间隙。
作为溶液的天然水的物理化学性质粘度：流体运动过程中，分子之间形成的剪切应力的物理量，水的粘度相对较大且随温度升高而急剧减少。
离子活度（ɑ）及离子强度（L）离子活度系数：反映溶液体系中某离子表现活性的物理量。
当量数：相当于1摩尔氢离子所含电子量的物理化学量。
当量浓度：1L溶液中所有某种物质的当量数的量。
当量＝【M Zi】/|Zi| ，摩尔浓度【M Zi】＝|Zi|*当量。
一切化学反应都是当量平衡。
离子缔合体。
范德华力包括静电力、诱导力、色散力。
溶液体系中因分子与分子间碰撞作用形成的离子束称为离子缔合体。
第二章天然水化学成分最早形成于大气层（凝结核），成分的直接影响因素包括生物、土壤、岩石。
生物是最大来源；成分的间接影响因素包括气候、地貌（接触时间）、水文要素（容量、流速等）天然水主要离子化学水化学反应回顾：（1）中和反应（2）沉淀－溶解反应：CaCO3<==>Ca2++CO32-（3）氧化还原反应（4）水解反应Fe3++3OH－<==>Fe(OH)3↓Fe(OH)3+3OH－<==>Fe(OH)63－未脱水而先形成配位体（配位反应特例）（5）配位反应Fe3++CN－<==>Fe(CN)63－氰化物处理（6）置换反应（7）吸附－解吸反应：2Na++Mg(胶体)2+<==>(Na胶体Na)2++Mg2+ 2Na++Cd(胶体)2+<==>(Na胶体Na)2++Cd2+骨痛病（8）缔和反应：在离子强度很高的条件下发生。
AgCl+Cl －<==>AgCl2－标准海水矿化度35.5g/L ，碱金属一般不发生配位反应。
浙江大学工程化学第五章习题答案参考
c(Pb2+) = 1. 0 mg/L = (1. 0×10―3g·L―1) / (207. 2 g·mol―1) = 4. 83×10―6mol·L―1
设完全溶解1. 0 mol AgBr需Na2S2O3溶液x升，则根据题意
AgBr + 2 S2O32― [Ag(S2O3)2]3―+ Br―
平衡浓度/mol·dm―3
得：x= 1. 13升
(2)c(Br-) = 1. 0 mol / 1. 13dm3= 0. 887mol·dm―3
c(S2O32―) = 2. 0–(2. 0 / 1. 13) = 0. 23mol·dm―3
第五章水溶液中的化学反应和水体保护
§5. 1弱酸弱碱溶液
练习题(p. 186)
1．酸：H2S HCNNH4+其共轭碱：HS—CN—NH3
碱：S2—NH3CN—OH—其共轭酸：HS—，NH4+HCN H2O
两性物质：HS—H2O其共轭碱：S2—OH—其共轭酸：H2S H3O+
2．NH3＋H2O NH4++ OH－
二、1.（C）2.(A) 3. (C)
三、填空题
1．为了回收废水中的苯酚，可用溶剂油进行萃取，那么萃取剂是油，原料液是苯酚和水，萃取相中物质是苯酚，萃余相中物质是水，最后回收的是苯酚。
2．天然水中常有带负电的溶胶污物，可用明矾净水，就是利用其水解产生的Al(OH)3正溶胶，与污物相互聚沉而得以净化。
水环境化学 第五章 水环境中的界面过程
M
(OH
)n
(S
)
MO(OH
) n1
(S
)
H
M(OH)n-1(H2O)+的数目=MO(OH)n-1-的数目
在该pH值发生的情况称为等电点或零电荷点 （Zero Point of Charge，ZPC)。
pHZPC对于不同金属氧化物有不同数值，而且每种 氧化物均是固定常数。
表5-1 典型矿物的等电点（pHZPC)
大多数情况下，天然水中有机胶体或无机胶体微 粒都带有负电荷。
但一些胶体如水合氧化铁、铝等矿物在水pH值偏 酸下也可以带正电荷。
胶体表面电荷的来源？？？
（1）表面电荷可来自表面的化学反应 （2）离子置换 （3）离子吸附
（1）表面电荷可来自表面的化学反应
• 此类电荷的产生是由于无机胶体表面上的羟基或 有机质胶体的一些基团如-OH,-COOH,-C6H4OH,-NH2 等获得或失去质子所致。
胶体种类 气溶胶 液溶胶 固溶胶
分散剂状态 气体 液体 固体
实例 雾、云、烟、霾 Fe(OH)3胶体、牛奶、豆浆 烟水晶、有色玻璃
天然水体中的胶体一般可分为三大类： （按分散质分类） 无机胶体，包括各种次生粘土矿物和各种
金属水合氧化物； 有机胶体，包括天然的和人工合成的高分
子有机物、蛋白质、腐殖质等； 有机无机胶体复合体。
如气-液、气-固、液-液、液-固和固-固等界面。
5.1 天然水体中的胶体物质 5.2 固液界面的吸附过程 5.3 水-固体系中的分配过程 5.4 挥发作用
5.1 天然水体中的胶体物质
胶体是分散质的大小介于1～100nm之间的分散系。 胶体有丁达尔效应，能发生布朗运动，有电泳和聚
沉现象。
工程化学教程 第五章 水溶液中的化学反应和水体保护
例题
例：计算0.10 mol·dm-3 NaAc水溶液的pH值。
解：
NaAc(aq) = Na+(aq) + Acˉ(aq)
Ac-(aq) + H2O(l) 起始浓度 0.10
平衡浓度 0.10 – x
HAc(aq) + OH- (aq)
0
0
x
x
查得Kbө =5.75×10-10
K
b
( x)2 0.10
c(OH ) / c
K
b
c(B) / c c(BH ) / c
pOH
pK
b
lg
c(B) / c c(BH ) / c
缓冲比
缓冲作用原理
加入少量强碱：
HAc(aq) + H2O (l)
H3O+ (aq) + Ac–(aq)
较大量
少量
较大量
平衡移动方向
外加的少量OH－与溶液中的H3O+ 中和，平衡 向右移动。当达到新平衡时,c(Ac–)略有增加, c(HAc) 略有减少， c(Ac–) / c(HAc) 变化不大，因此溶液的 c(H3O+)或pH值基本不变。
解：设已解离的HAc的浓度为x mol·dm-3
HAc = H+ + Ac‾
起始浓度/ mol·dm-3 0.1 0 0.1
平衡浓度/mol·dm-3
0.1–x x 0.1+x
K
a
c(H ) c(Ac ) c(HAc ) c
x(0.1 x) c (0.1 x)
x / c
1.76 105
lewis酸与lewis碱之间以配位键结合生成酸碱加合物。
第五章 水溶液中的化学反应和水体保护
例如：二元弱酸 不能写成
cH+≠2 cs2-
cH +, eq ≈ Ka 1c
cS 2−, eq = Ka2
θ
二元弱碱
CO32 -+H2O = HCO3-+ OHHCO3-+ H2O = H2CO3+ OH-
Kb1=1.78×10- 4 Kb2=2.3×10- 8
Kb1、 Kb2与H2CO3的Ka1、 Ka2有何关系？ H2CO3: Ka1θ = 4.3×10－7, Ka2θ = 5.61×10－11 CO32－: Kb1θ = Kwθ/ Ka2θ= 1.78×10－4 Kb2θ= Kwθ/ Ka1θ = 2.3×10－8
共轭酸碱对 在组成上相差一个质子。 酸越强，其共扼碱越弱；反之， 碱越强， 其共扼酸越弱。 HCO3-的共扼酸是H2CO3，HCO3-的共扼碱是CO32二、弱酸弱碱的解离平衡及解离常数 解离平衡 解离常数 HA(aq)
θ
H+ (aq) + A－ (aq)
(cH +, eq / cθ )(cA−, eq / cθ ) Ka = (cHA, eq / cθ )
3.一元弱酸、弱碱溶液的pH值计算 以 HAc为例 设HAc 的浓度为c，解离度为α HAc(aq) 平衡浓度 c- cα
θ
H+ (aq) + Ac－ (aq) cα cα
cα ⋅ cα = Ka = c(1−α) 1−α
Kaθ ≈c α2 ∵弱电解质的解离度较小 ∴1－α≈1
cα2
稀释定律
α ≈ Kθ / c a cH +, eq ≈ cα = Kθ c a
θ
θ Kw θ Ka = θ Kb
浙大《工程化学》教学大纲
教学大纲第一章 绪论了解化学学科的地位和作用，明确《工程化学基础》（第二版）的编写特色、教学目的和教学要求。
掌握系统和环境、聚集状态和相、物质的量、化学计量数、反应进度等概念；明确化学反应中的质量守恒和能量变化。
第二章 物质的化学组成和聚集状态物质世界在组成、结构、性质以及聚集状态上是一个连续变化的整体，任何形式的分类只是便于说明问题和进行研究。
无机物与有机物、整比化合物与非整比化合物、简单化合物与高分子化合物、固体与液体、晶体与非晶体等等，他们之间没有明显的界限。
通过相关知识的学习，既要学会相对地看问题，又要学会系统地看问题。
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧场（能量）橡胶、纤维）（合成塑料、合成高分子蛋白质等）、（糖类、天然高分子有机高分子复杂化合物（超分子）醇、醛、羧酸、酯等）（烃及其衍生物简单化合物有机物金属有机物（无机固体材料）无机高分子子）（配合物、团簇、超分复杂化合物）（氧化物、酸、碱、盐单质及简单化合物无机物实物物质 DNA知识点教学：1．物质的化学组成掌握一些复杂化合物的定义、组成及基本概念。
如：不符合正常化合价的化合物、原子簇、分子簇、高分子化合物、配位化合物、生物大分子和自由基。
2．物质的聚集状态掌握气体、液体、固体、等离子体这四种典型的物质聚集状态的宏观性质，在此基础上进一步学习稀溶液的依数性、非晶体、液晶、表面活性剂的性质和应用，理解表面能的重要作用。
通过对书中所列无机物和有机高分子化合物三态等知识的学习，明确物质聚集状态的多样性和物质结构的复杂性。
通过对液体燃料、固体废弃物、气溶胶、大气污染等知识点的学习，确立保护环境、珍惜资源的生活理念和生活方式。
第三章物质的结构和材料的性质原子和原子结合态单元是稳定存在的介观层次单元粒子，它们决定了物质和材料的性质和功能。
第五章天然水中的氧化还原反应
(9)1/8SO42-+5/4H++e = 1/8H2S(g) +1/2H2O
(10) 1/8SO42-+9/8H++e = 1/8HS-+1/2H2O
(11)1/4CH2O（有机物）+ H++e = 1/4CH4(g) = 1/4H2O
水环境中物质氧化能力的强弱取决于其夺取电子的能力与浓度。显然，在天然水域中上述氧化还原半反应中O2/H2O电对反应的氧化能力最强，因氧夺取电子的能力仅次于氟，且在水中又具有较高的浓度。因此，在富含溶氧水中，H2S、Fe2+、Mn2+等均可被氧化，这也是在含溶氧丰富的天然水中，大部分元素以高价氧化态存在的原因。如碳主要以高价（4+）的形态：CO2, HCO3-, CO32-存在，硫主要以高价（6+）的形态：SO42-存在;氮主要以高价（5+）的形态：NO3-存在；Fe以高价（3+）的形态：FeOOH或Fe2O3形态存在；Mn以高价（4+）的形态：MnO2存在；同时N2和有机物可在含溶解氧丰富的水环境中存在。
天然水域中的许多氧化还原反应是缓慢的，海洋或湖泊中，在与大气相接触的表层水和沉积物的最深层之间，氧化还原环境有着显著的差别。在两者之间存有一系列的局部中间区域，这是由于各水层中均存有这样或那样的化学反应和各种生物的代谢活动，而各水层之间难以及时得到彻底或充分地混合，此势必导致不同水层存有不同的氧化还原环境，而且基本均未处于平衡状态。在天然水体中，所遇到的大多数氧化还原过程都需要有生物作媒介，这意味着达到平衡状态也强烈地依赖于生物体活动。但是，尽管某水体总的氧化还原平衡难以达到，但部分平衡却时常可接近于达到。通过对水体氧化还原平衡的研究，可以了解水体的环境状况，了解水环境中物质的存在形态、迁移转化机理与过程等，因此研究水体的氧化还原平衡仍具有实际意义。
分析溶液中的酸碱反应与平衡
氧化还原反应：氧化还原反应的发 生会改变溶液中的氧化还原状态， 从而影响酸碱平衡
PART FIVE
酸碱滴定法：利用酸碱反应进行物质含量的测定 酸碱指示剂：利用酸碱反应指示溶液的酸碱性 离子选择电极：利用酸碱反应测量离子浓度 酸碱平衡与反应速率：酸碱平衡对化学反应速率的影响
酸碱中和反应 在化工生产中 的应用，如硫 酸生产、合成
当前研究重点：探索酸碱反应过程中的热力学性质，以及酸碱反应在生物和环境领域的应用
定义：利用量子力 学原理研究酸碱反 应的模型
目的：深入理解酸 碱反应的本质和机 理
发展历程：从早期 的经典酸碱理论到 现代的量子化学模 型的演变
应用领域：在化学 、生物学、医学等 领域有广泛的应用
汇报人：
酸度：表示溶液中氢离子浓度的负对数，常用pH值表示 酸碱度：表示溶液中氢离子和氢氧根离子浓度的比值，常用pOH值表示 酸碱指示剂：用于指示溶液的酸碱性，常用的有酚酞、甲基橙等 酸碱滴定法：通过滴定实验测定溶液的酸碱度，常用的有盐酸滴定法、氢氧化钠滴定法等
酸碱平衡的移 动方向取决于 反应物的浓度 和温度等因素
PART THREE
酸碱平衡是指在溶液中，酸和碱之间相互作用，使得溶液的pH值保持相对稳定的状态。
酸碱平衡是化学反应中的一种重要平衡，对于许多化学反应的进行和物质的稳定性都有重要 影响。
酸碱平衡的原理是建立在酸碱质子理论的基础上的，该理论认为酸和碱是通过质子转移来相 互作用的。
在酸碱平衡中，酸和碱的浓度会发生变化，以保持溶液的pH值稳定。这种变化是通过化学反 应来实现的。
,a click to unlimited possibilities
汇报人：
CONTENTS
PART ONE
化工与健康第五讲水的化学省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
2 水旳净化 2.1 水污染
水污染主要来自农场、生活下水道、工业排放水以 及酸雨等。据称，目前全世界每年约有4200多亿立方米 旳污水排入江河湖海，污染了55000亿立方米旳淡水， 占全球径流量旳14％以上，水资源受到严重旳污染。
食物链是水旳另一种污染源。低档生物被高级生物食 用，食者与被食者之间一种环节一种环节地逐层相连，构 成链状旳系列，即称食物链。
饮用0.1毫克/升水引起贫血、肝病 以致死亡，骨骼变异症。
铍 煤炭燃烧，核燃 料加工，某些火 箭燃料
虽然低水平，长久接触可造成肺部 损伤，也可致死。
砷 煤炭燃烧，磷酸盐旳 杂质，硫化矿旳加工 工业废水
对人体旳危害性 慢性中毒如肝、肾炎，神经麻痹 和皮肤溃疡，大剂量引起肠胃旳 失常致死，少许也可能致癌。
化工与健康
第五讲 水旳化学
主讲：张宝华副教授
播放纯净水视频
水旳生活化学 Live Chemistry of Water
• 水与日常生活
• 水旳净化与优化
•
饮料
•
水资源旳开发与利用
1 水与日常生活
地球形成旳早期，大规模旳火山暴发释放出 大量挥发性气体，这些气体旳主要成份是水蒸气 (约占75％以上)、二氧化碳、氮和其他微量气体。 水蒸气凝结为液态旳水汇聚在地壳表面旳低洼处， 便形成了现今地球上旳海洋和天然湖泊。对于活 旳有机体旳生存来说，水是关键性旳，人不吃饭 能够活两个多月，而不喝水只能活几天。
食物链旳一种突出旳特征就是富集作用。某些重金属 元素或其他有毒物质在水中旳浓度并不高，但食物链旳选 择性富集作用使得这些毒物可能到达很高旳浓度，从而产 生有害于机体旳作用。
例如，DDT(二氯二苯代三氯乙烷) 及其多数同类物都 有持久性杀虫能力，它不在环境内降解，而在脂肪组织内 旳溶解度却很高，所以轻易在食物链内富集。 大气中旳 杀虫剂DDT旳浓度只有0.000003 ppm，而降落在海水中， 在浮游生物体内浓度将富集到达0.04 ppm，小鲦鱼吞食后 能够富集到1 ppm，取食小鲦鱼旳海鸥竟使DDT浓度到达 75 ppm。对于原有浓度来说，DDT已经富集了约2500万 倍以上。
2024年中考化学一轮复习精品讲义—水和溶液
2024年中考化学一轮复习精品讲义—水和溶液考点一自然界的水一、自然界的水1．全球水资源状况（1）储量：地球表面约71%被水覆盖着。
水的总储量很大，但陆地淡水只约占全球水储量的2.53%，而可利用的只约占其中的30.4%，不到总水储量的1%。
（2）分布形式：海洋水、湖泊水、河流水、地下水、大气水、生物水等。
2.水污染的原因①工业“三废”（废渣、废液、废气）；②农药、化肥的不合理施用；③生活垃圾、生活污水的任意排放；3.水污染的原因①工业上应用新技术、新工艺减少污染物产生，对污染的水体处理达标后排放；②农业上合理施用农药、化肥，提倡使用农家肥；③生活上生活污水要集中处理达标排放，不使用含磷洗涤剂等；加强水质监测。
二、硬水和软水1．概念硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水，叫做硬水。
软水：不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水，叫做软水。
2．硬水和软水的检验（1）用肥皂水来检验硬水和软水。
把等量的肥皂水分别滴在盛有等量的软水、硬水的试管中，振荡，产生泡沫多的是软水，产生泡沫少或不产生泡沫的是硬水。
（2）用加热煮沸的方法来检验硬水和软水。
水加热煮沸时，有较多沉淀产生的是硬水，不产生沉淀或产生的沉淀较少的是软水。
3．硬水的软化硬水的软化就是设法除去硬水中的钙、镁化合物。
生活中常用煮沸法；实验室常用蒸馏法；工业上常用离子交换法和药剂软化法。
4．使用硬水造成的危害（1）用硬水洗涤，不仅浪费肥皂，不容易洗干净，还会使纤维变脆、易断。
（2）硬水有苦涩味，饮用硬水会使人的胃肠功能紊乱，出现不同程度的腹胀、腹泻和腹痛。
（3）锅炉用水硬度太大，会产生水垢，这会大大降低锅炉的导热能力，造成燃料的浪费。
另外，当水垢爆裂脱落时，造成炉壁局部受热不均，易引起锅炉爆炸。
（一）误认为过滤、使用活性炭吸附可以将硬水软化。
过滤只能除去水中的不溶性杂质，不能除去可溶性杂质；活性炭可以吸附掉水中的一些可溶性杂质（色素或异味）；两种方法均不能使硬水软化。
5环境化学-天然水的氧化-还原平衡(王晓蓉)
第五章 天然水中的氧化-还原平衡
三、天然水体的pE-pH图 2、pE-pH图 （2）Fe 2+和Fe(OH)2(s)的边界
[Fe2+]=1.00×10-5mol·L-1，则
平pE13.2＋logKsp[H+]3 [Fe2+]
边界条件[Fe2+]=1.0010-5molL-1, 则得 pE=22.2-3pH
3、天然水的pE和决定电位
平logK＝nFE0＝nE0（25℃） 2.303RT0.0591
第五章 天然水中的氧化-还原平衡
一、天然水中氧化-还原平衡的意义 二、电子活度和氧化还原电位 三、天然水体的pE-pH图 四、天然水中污染物的氧化还原转化
第五章 天然水中的氧化-还原平衡
1、重金属元素的氧化还原转化 天然水中的铁主要以Fe(OH)3(S)或Fe2+形态存在。 设总溶解铁的浓度为1.00×10-3 mol/L
1
p E = 5 .8 2 + lo g
[N
O
2-]6
1
[N
H
+ 4
]6
[N
H
+ 4
]
1
.0
0
1
0
4
lo g [N O 2-] 3 8 .9 2 6 p E
1 8
NO
3
5 4
H
e
1 8
N
H
+ 4
3 8
H
2O
p E 0 1 4 .9 0
1
p E = 6 .1 5 + lo g
[N O
3- ]8
1
是 一 条 垂 直 于 横 轴 平 行 于 pE纵 轴 的 直 线 ， 表 明 与 pE无 关 。 当 pH2.99时 ， Fe(OH)3(s)将 陆 续 析 出 。
环境保护概论课件——第五章------水污染及其防治【可编辑全文】
2)危害
影响海洋生物的生长,降低海滨环境的使
用价值,破坏海岸设施 影响局部地区的水文气象条件和降低海
解：由所给条件可以得出含铬废水量为
(5103)L/d0.110-3kg/L=0.5kg/d
Na2Cr2O7 + 3Na2SO3 + 4H2SO4 Cr2(SO4)3 + 4Na2SO4 + 4H2O
2mol/L 3mol/L
0.5
x
252
3126
x=(378 0.5)/104 = 1.82kg/d
2024/10/22
4
地球上水的分配情况%（参考第三章）
地球上的水的总量分配
所占百分率%
海水(sea water ) 淡水(land water)
97.41 2.59
（其中淡水的分配）
冰盖、冰川
地下水 水冻层中的冰 湖泊水 土壤水 大气水 沼泽水 河流水 生物体水
1.984 0.592 0.0216 0.0127 0.0012 0.0009 0.0008 0.0002 0.0001
2024/10/22
3
四、我国水资源概况（参考第三章） 1．水资源 是指可供人们经常可用的水量;或者说是在某一地区
内逐年可以得到更新和恢复的淡水资源量.
2．淡水 1升含可溶物质盐不多于1克的水或者说含盐度不超过
0.1%的水.
3．地球水资源的分布
地球上水资源分布不均 海洋占地表面积的71% 海水的水量占总水量的97.41% 淡水占2.59%,除两极外可用的为0.0342%.
第 一 阶 段 BOD最 终 值 1
BOD5
0.5
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
K
θ a
c(H )c(Ac ) c(HAc )
——酸的解离常数
NH 3 H2O
OH
NH
4
Kθ b
c(NH4 )c(OH c(NH3 )
)
——碱的解离常数
酸
的K
θ a
值
越
大
，
说
明
酸
的
酸
性越
强；
碱 的Kbθ 值 越 大 ， 说 明 碱 的 碱 性越 强。
通常把
K
θ a
102的~ 酸10称7 为弱酸，把
共轭酸
共轭碱
两性物质：同一物质在一个反应中它是酸，但在另一个反应 中又是碱；这种在一定条件下可以是失去质子，而在另一种 条下又可以接受质子的物质称为两性物质。
如：H2O、HSO4-、HCO3-、H2PO42-、HPO42-、HS-等。
酸碱电子理论
1923年，路易斯提出： 凡是具有可供利用的孤对电子的物质都称为碱， 凡是能与这孤对电子进行结合的物质都称为酸。
lg
K
θ a
(HAc)
ΔrGmθ 2. 303 RT
27. 42 103 J mo11 2. 303 8. 314 J mo11 K1 298. 15 K
= –4. 803 Kaθ(HAc) = 1. 57×10–5
例5. 2 利用热力学数据，计算离子碱 Ac– 在水溶液中的Kbθ ，并 计算 0. 10 mol·dm–3 NaAc 水溶液的 pH 值。
Kaθ
碱
6. 31×10–4 F–
Kbθ 1. 58×10–11
HAc 1. 74×10–5 Ac–
5. 75×10–10
碱
酸 H2CO3 4. 47×10–7 HCO3– 2. 24×10–8
H2S 8. 90×10– HS–
1. 12×10–7
性
性 H2PO4– 6. 17×10–8 HPO42– 1. 62×10–7
起始浓度/ mol·dm–3 平衡浓度/ mol·dm–3
0. 10 0. 10–x
OH- + HAc
0
0
x
x
≈0.10
K
θ b
(Ac
)
c(HAc)/cθ c(OH )/cθ c(Ac )/cθ
x2 6. 68 10 10 0. 10
x = c(OH–) = 8. 17×10–6 mol·dm–3
他使酸碱理论可解释的范围更大。路易斯理 论在有机化学中应用得更为普遍，它常用亲电子 试剂和亲核试剂来代替酸和碱的概念。
酸碱理论还有：
1905年，富兰克林提出溶剂理论 ； 1963年，皮尔逊提出软硬酸碱理论 。
美国化学家 路易斯
二、弱酸、弱碱的解离平衡及解离常数
HAc H2O H3O Ac
HAc H Ac
原则及应用。 4．了解pH的测定方法及pH试纸变色原理。
一、酸碱理论
电离理论
1887年，阿累尼乌斯提出：水溶液中
解离出的阳离子全部都是H+的物质称为酸； 解离出的阴离子全部都是OH－的物质称为碱。
瑞典物理化学家 阿累尼乌斯
中和反应实质是 H+ 和 OH－ 中和生成 H2O 的反应。 局限性：局限于水溶液，无法解释非水体系。
c(HB)
c(B )
c(H )c(OH )
K
w
表明：共轭酸碱对的
K
a
与
K
b
的乘积等于水的离子积；
在共轭酸碱对中，酸的酸性越强（即酸的 Ka越大），
其共轭碱的碱性越弱（即共轭碱的
K
越小），
b
反之，若碱的碱性越强，其共轭酸的酸性越弱。
表5. 1 一些共轭酸碱的解离常数 (25℃时)
酸 HF
酸碱质子理论 1923年，布朗斯特和劳莱提出：
凡是能够提供质子的分子或离子都是酸， 酸是质子的给予体； 凡是能够接受质子的分子或离子都是碱， 碱是质子的接受体。
丹麦化学家 布朗斯特 英国化学家
劳莱
酸碱质子理论的共轭酸碱对 这种酸和碱的相互依存、相互转化关系被称为酸碱共轭关
系，酸(或碱)与它共轭的碱(或酸)一起被称为共轭酸碱对。
第五章 水溶液中的化学反应和水体保护
§ 5. 1 弱酸弱碱溶液 § 5. 2 水溶液中的沉淀溶解反应和配位反应
§ 5. 1 弱酸弱碱溶液
学习要求
1．了解酸碱理论的发展，掌握酸碱质子理论。 2．掌握酸碱解离平衡和酸碱溶液pH的计算，酸碱强度的比较。 3．熟悉同离子效应，掌握缓冲溶液pH的计算，缓冲溶液的配制
Δ f
Gmθ(298.
15)/kJ·mol–1
–396. 82
–237. 1
–237. 2
ΔrGmθ(298. 15) = [(–369. 85) + (–237. 2)
– (–396. 82) – (–237. 1)] kJ·mol–1
–369. 65
= 27. 42 kJ·mo1–1
将ΔrGmθ(298. 15) 值代入式（4-8）有
解: (1)
H2O + Ac-
OH- + HAc
Δf Gmθ(298. 15)/kJ·mol–1 –237. 1 –369. 65 –157. 38 –396. 82
ΔrGmθ(298. 15) = [(–396. 82) + (–157. 38) – (–369. 65) – (–237. 1)] kJ·mol–1
的K酸θa 称 1为0极7 弱酸，
同理，弱碱也可以按 的大小进行K分θb 类。
共
轭
酸
碱
对
的K
aθ和K
θ b
之
间
的
关
系
HB H B
B H2O
HB OH
Kθ a
c(H )c(B ) c(HB)
Kθ b
c(HB)c(OH ) c(B )
K
θ a
K
θ b
c(H )c(B ) c(HB)c(OH )
pOH = 5. 09
pH = 14 – pOH = 8. 91
例5. 3 测得 0. 10 mol·dm–3 的 HAc 溶液的 pH 值为 2. 88，求此
= 52. 38 kJ·mo1–1
lgK
θ b
(Ac
)
ΔrGmθ 2. 303 RT
2.
303
52. 38 103 KJ mo11 8. 314 J mo11 K1 298.
15
K
= –9. 175
Kbθ(Ac–) = 6. 68×10–10
(2) 设平衡时 c(OH–) 为 x mol·dm–3 H2O + Ac-
增
NH4+ 5. 59×10– NH3
10
1. 79×10–5
增
HCN 4. 93×10– CN
强
10
2. 03×10–5
强
HCO3– 6. 17×10– CO32–
11
1. 61×10–4
例5. 1 利用热力学数据，计算分子酸 HAc 在水溶液中的Kaθ。
解：
HAc + H2O
H3O+ + Ac-