【精品课件】水化学与水污染
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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，
NH3与 HCl在气相或者在苯中 反应也生成NH4Cl，电离理论就 不能解释。
阿仑尼乌斯
酸碱的质子理论
(1923年，丹麦J.N.Brönsted 和英国Lowry提出)
（1）要点 ● 反应中任何能给出质子的分子 或离子，即质子给予体叫做酸. ● 反应中任何能接受质子的分子 或离子，即质子接受体叫做碱. ● 酸碱反应是质子由质子给予体 向质子接受体的转移过程.
第三章 水化学和 水污染
目录
3-1 溶液的通性 3-2 水的解离反应和溶液的 酸碱性
3-3 弱电解质的解离反应 3-4 沉淀反应
第一节 溶液的通性
溶液浓度的表示方法
（1）质量摩尔浓度：
mB = 溶质的物质量 / 溶剂的质量 （mol·kg-1 （）2）物质的量浓度：
CB= nB/V = 溶质的物质量/溶液体积（mol·dm-3 ）（3）质量分数：w = m溶质 / m溶液 （4）摩尔分数：
XB= nB / n总，混合物中各物质的摩尔分数之和等于1
（5）体积分数：φB= VB / V总
3.1 非电解质溶液的通性
1 溶液的蒸气压下降Δp
(1)溶剂的蒸气压：
H2O（l） H2O（g）
液-气平衡时蒸气的 压力:
K=p(H2O)/p
p(H2O)称为水的（饱和）蒸气压，其值受
温度影响。
(2)溶液的蒸气压下降
酸是在水溶液中产生的阳离子只是H+的 化合物； 碱是在水溶液中产生的阴离子只是OH的化合物；
酸碱的相对强弱可根据在水溶液中解离 的H+和OH-程度来衡量
● 酸碱反应的实质是
H+ + OH- = H2O
（2）优缺点： Arrhenius电离理论简单，是
第一个电解质溶液理论，对溶液 理论的发展具有重要作用；
酸 ⇔ H+ + 碱
例：HAc的共轭碱是Ac- ，
Ac-的共轭酸是HAc，
HAc和Ac-为一对共轭酸碱。
⑴ 酸碱可以是分子、阴离子、阳离子，
如Ac-是离子碱， NH是4离子酸；
（2） 酸碱反应的实质： 两个共轭酸碱对之间的质子传递。
H+
HCl N3HN4 H Cl 酸 (1) 碱 (2) 酸 (2) 碱 (1)
为使溶液
的蒸汽压
与外压相 为使溶液的蒸等气，必须 压必与须固降相低的温相度提同高温所度降低的温度
就是凝固点下降溶液的
蒸汽压
总是低
所提高的温度
于溶剂
就是沸点上升
3 溶液的渗透压 半透膜：仅允许溶剂分子而不允许溶 ห้องสมุดไป่ตู้分子通过的薄膜。
渗透压：被半透膜隔开的溶液，溶剂会 通过膜而进入较浓的溶液一侧。浓溶液 变稀，液面上升，直至渗透平衡。
(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)
(3)溶液的沸点上升和凝固点下降:
ΔTbp=Kbp·mB ΔTfp=Kfp·mB
Kbp、Kfp 分别称为沸点上升常数、凝
固点下降常数，是仅与溶剂有关的常数。
溶液的沸点上升和凝固点下降可以由 水、水溶液、冰的蒸气压曲线予以说明：
小结：
本节主要介绍了难挥发的非电解质的稀溶液 的通性（依数性定理）。熟悉溶液浓度的表 示方法；重点掌握溶液的蒸气压下降；着重 理解渗透压中半透膜的作用；了解溶液的通 性在实际中的应用。
练习：P157 4
作业：P157 6
第二节 水的解离反应 和溶液的酸碱性
3-2-1 酸碱理论
酸碱电离理论
阿仑尼乌斯酸碱理论认为：
酸碱电子理论
1923年，Lewis提出 （1）理论要点： 凡可以接受电子对的分子、原子团、离子为酸 （electron pair acceptor）； 凡可以给出电子对的物质为碱（electron pair donor）。
3-2-2 水的解离反应和溶液的酸碱性
水的解离反应
纯水或稀溶液中 H2O(l) →H+(aq) + OH-(aq) {c(H+)/c }{c(OH-)/c }=Kw Kw——水的离子积
（分子或离子）浓度。
糖为非电解质，不解离；醋酸为弱电解质，
部分解离；氯化钠为强电解质，100%解离。 各溶液中实际粒子浓度bNaCl > bHAC > b糖 ， bB越大，Tfp越低。 因此,凝固点由高到低的顺序是(1)>(2)>(3)
5、应用
1.通过溶液的P、Tbp、Tfp、Π:测定高分子化合
物的分子量; 2.应用凝固点下降原理:汽车水箱防冻剂;北方 冬季消雪剂(除雪剂) 3.金属加工过程:热处理、盐浴（防止金属氧化 脱碳）; 4.利用渗透压原理在医学上的应用:静脉注射、 等渗溶液; 5.利用反渗透原理:溶液的浓缩、海水淡化、水 处理。
浓溶液一侧由于 液面升高而增加 的压力即为渗透
压Π 。
范特霍夫公式：
Π=cBRT 或 ΠV=nBRT
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
渗透
反渗透
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。
布朗斯特
（2）质子理论的特点 ▲ 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
按此定律可以计算相对分子质量；可以计算
稀溶液的Tbp、Tfp；可以近似判断一般溶液的 p、Tbp、Tfp、 Π的相对高低。
例题1：下列溶液凝固点的高低顺序： ⑴ 0.1mol.kg-1糖的水溶液; ⑵ 0.1mol.kg-1醋酸的水溶液； ⑶ 0.1mol.kg-1氯化钠的水溶液；
解：溶液的凝固点决定于：溶剂（Kfp）和粒子
溶剂的蒸气压为po，溶液的蒸气压为p。
实验表明p < po
其差值 Δp=po-p
为溶液的蒸气压下
降。
其规律反映于
拉乌尔定律：
Δp = po ·x B
适用范围：难挥发、非电解质、稀溶液
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
NH3与 HCl在气相或者在苯中 反应也生成NH4Cl，电离理论就 不能解释。
阿仑尼乌斯
酸碱的质子理论
(1923年，丹麦J.N.Brönsted 和英国Lowry提出)
（1）要点 ● 反应中任何能给出质子的分子 或离子，即质子给予体叫做酸. ● 反应中任何能接受质子的分子 或离子，即质子接受体叫做碱. ● 酸碱反应是质子由质子给予体 向质子接受体的转移过程.
第三章 水化学和 水污染
目录
3-1 溶液的通性 3-2 水的解离反应和溶液的 酸碱性
3-3 弱电解质的解离反应 3-4 沉淀反应
第一节 溶液的通性
溶液浓度的表示方法
（1）质量摩尔浓度：
mB = 溶质的物质量 / 溶剂的质量 （mol·kg-1 （）2）物质的量浓度：
CB= nB/V = 溶质的物质量/溶液体积（mol·dm-3 ）（3）质量分数：w = m溶质 / m溶液 （4）摩尔分数：
XB= nB / n总，混合物中各物质的摩尔分数之和等于1
（5）体积分数：φB= VB / V总
3.1 非电解质溶液的通性
1 溶液的蒸气压下降Δp
(1)溶剂的蒸气压：
H2O（l） H2O（g）
液-气平衡时蒸气的 压力:
K=p(H2O)/p
p(H2O)称为水的（饱和）蒸气压，其值受
温度影响。
(2)溶液的蒸气压下降
酸是在水溶液中产生的阳离子只是H+的 化合物； 碱是在水溶液中产生的阴离子只是OH的化合物；
酸碱的相对强弱可根据在水溶液中解离 的H+和OH-程度来衡量
● 酸碱反应的实质是
H+ + OH- = H2O
（2）优缺点： Arrhenius电离理论简单，是
第一个电解质溶液理论，对溶液 理论的发展具有重要作用；
酸 ⇔ H+ + 碱
例：HAc的共轭碱是Ac- ，
Ac-的共轭酸是HAc，
HAc和Ac-为一对共轭酸碱。
⑴ 酸碱可以是分子、阴离子、阳离子，
如Ac-是离子碱， NH是4离子酸；
（2） 酸碱反应的实质： 两个共轭酸碱对之间的质子传递。
H+
HCl N3HN4 H Cl 酸 (1) 碱 (2) 酸 (2) 碱 (1)
为使溶液
的蒸汽压
与外压相 为使溶液的蒸等气，必须 压必与须固降相低的温相度提同高温所度降低的温度
就是凝固点下降溶液的
蒸汽压
总是低
所提高的温度
于溶剂
就是沸点上升
3 溶液的渗透压 半透膜：仅允许溶剂分子而不允许溶 ห้องสมุดไป่ตู้分子通过的薄膜。
渗透压：被半透膜隔开的溶液，溶剂会 通过膜而进入较浓的溶液一侧。浓溶液 变稀，液面上升，直至渗透平衡。
(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)
(3)溶液的沸点上升和凝固点下降:
ΔTbp=Kbp·mB ΔTfp=Kfp·mB
Kbp、Kfp 分别称为沸点上升常数、凝
固点下降常数，是仅与溶剂有关的常数。
溶液的沸点上升和凝固点下降可以由 水、水溶液、冰的蒸气压曲线予以说明：
小结：
本节主要介绍了难挥发的非电解质的稀溶液 的通性（依数性定理）。熟悉溶液浓度的表 示方法；重点掌握溶液的蒸气压下降；着重 理解渗透压中半透膜的作用；了解溶液的通 性在实际中的应用。
练习：P157 4
作业：P157 6
第二节 水的解离反应 和溶液的酸碱性
3-2-1 酸碱理论
酸碱电离理论
阿仑尼乌斯酸碱理论认为：
酸碱电子理论
1923年，Lewis提出 （1）理论要点： 凡可以接受电子对的分子、原子团、离子为酸 （electron pair acceptor）； 凡可以给出电子对的物质为碱（electron pair donor）。
3-2-2 水的解离反应和溶液的酸碱性
水的解离反应
纯水或稀溶液中 H2O(l) →H+(aq) + OH-(aq) {c(H+)/c }{c(OH-)/c }=Kw Kw——水的离子积
（分子或离子）浓度。
糖为非电解质，不解离；醋酸为弱电解质，
部分解离；氯化钠为强电解质，100%解离。 各溶液中实际粒子浓度bNaCl > bHAC > b糖 ， bB越大，Tfp越低。 因此,凝固点由高到低的顺序是(1)>(2)>(3)
5、应用
1.通过溶液的P、Tbp、Tfp、Π:测定高分子化合
物的分子量; 2.应用凝固点下降原理:汽车水箱防冻剂;北方 冬季消雪剂(除雪剂) 3.金属加工过程:热处理、盐浴（防止金属氧化 脱碳）; 4.利用渗透压原理在医学上的应用:静脉注射、 等渗溶液; 5.利用反渗透原理:溶液的浓缩、海水淡化、水 处理。
浓溶液一侧由于 液面升高而增加 的压力即为渗透
压Π 。
范特霍夫公式：
Π=cBRT 或 ΠV=nBRT
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
渗透
反渗透
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。
布朗斯特
（2）质子理论的特点 ▲ 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
按此定律可以计算相对分子质量；可以计算
稀溶液的Tbp、Tfp；可以近似判断一般溶液的 p、Tbp、Tfp、 Π的相对高低。
例题1：下列溶液凝固点的高低顺序： ⑴ 0.1mol.kg-1糖的水溶液; ⑵ 0.1mol.kg-1醋酸的水溶液； ⑶ 0.1mol.kg-1氯化钠的水溶液；
解：溶液的凝固点决定于：溶剂（Kfp）和粒子
溶剂的蒸气压为po，溶液的蒸气压为p。
实验表明p < po
其差值 Δp=po-p
为溶液的蒸气压下
降。
其规律反映于
拉乌尔定律：
Δp = po ·x B
适用范围：难挥发、非电解质、稀溶液
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