哈工大 高等水化学 沈吉敏老师

《哈工大 高等水化学 沈吉敏老师》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、高等水化学AdvancedAquaticChemistryChapter1&2Introduction&ChemicalThermodynamicsandKinetics2021/10/51:36OBJECTIVES揭示各种自然水在环境中的化学行为的实质同时为我们的水处理技术提供理论支持水化学是研究是研究天然水体中各种化学因子动态规律（包括各种化学物质的转化和分配）的学科。1.1ScopeofAquaticChemistry1.2TheSolventWater1.3SoluteSpeciesChapter1In

2、troduction1.1ScopeofAquaticChemistry2021/10/51:361.2TheSolventWater物理性质：摩尔质量：18.0153g/mol；密度：水0.998g/L(1.0g/L)（20度）冰0.92g/L(0.9g/L)；水在4摄氏度时，密度最大；熔点：0℃273.15k沸点：100℃373.15k（1标准大气压下）；三相点：0.01℃610Pa；临界点：374℃2.21×107Pa；比热：4.184J/（g.K）水的化学变化：电解生成氢气和氧气；20摄氏度时水的离子积常

3、数：1×10-14特殊的水作为液体所能起的各种作用，其他物质多半无法替代。这多半是由于水的一些怪脾气决定的。比如，水在4摄氏度时密度最大，再冷，反而体积膨胀起来，所以冰比水轻，浮在水面；冰不善于传热，才不会一冻到底，保证水下生物安全过冬；水容热的能耐很大，是铁的10倍、沙的5倍、空气的4倍，所以海洋性气候温和；人体也靠水来保持体温；水的三态(水、冰和水气)可以在自然状态下共存；水的凝聚性、表面张力，使岩石和土壤的缝隙中能“含”水，水能“爬”上高高的树梢，给植物送水分和养料；几乎什么物质都能溶解于水，所以鱼儿才能从

4、水中得到氧气。2021/10/51:361.3SoluteSpecies可以这样说，只要存在与地球上物质，在水中都可能存在本身地球的主要就是由水构成这些物质在水中可能不同形式，结合或存在的方式也不一样各种物质在水中以不同形态或键合方式存在，比如偶极-诱导偶极作用力（dipole-dipoleforces）、离子-偶极作用力(ion-dipoleforces)、偶極-偶極作用力(dipole-dipoleforces)、氢键（hydrogen-bonded)2021/10/51:362021/10/51:36偶极-

5、诱导偶极作用力(dipole-induceddipoleforces)：此种作用力经常发生在极性分子与非极性分子间。极性分子由于电荷分配不平均造成电荷分离，此时极性分子会利用其正、负电荷端去诱导非极性分子产生电荷的部分分离。♦氢键是由极性键H−X的氢原子与Y原子所产生的作用力(X−H---Y)，其中X与Y是具有高电负度的原子，同时Y原子具有未成对电子。♦氢键是偶极−偶极作用力中最特别的一种作用力，其中一原子永远是氢，而另一原子最常见的是氧、氮或氟原子。2021/10/51:36化学动力学(ChemicalKine

6、tics)是研究化学反应的速率和机理的科学化学热力学方法(ChemicalThermodynamics)是解决反应的可能性问题化学反应的两个基本问题在指定条件下反应进行的方向和限度——化学热力学反应进行的速率和具体步骤(即反应机理)——化学动力学Chapter2ChemicalThermodynamicsandKinetics化学动力学定义从动态的角度研究化学反应产生、发展及消亡全过程。（1）比较化学反应的快慢及外部因素的影响；（2）揭示化学历程，即反应物按何种途径转化为最终产物；（3）呈现物质结构与反应性能之间

7、的关系。化学反应动力学基础反应速率：常用的反应速率表示方法如下：如果在液体容量V中的组分A由于反应在d时间内所产生的物质的量变化为dn时，A的反应速率表示为2.1反应速率的表示方法一、反应速率的表示方法在单相反应(均相反应,homogeneousreaction)中，反应速率一般以在单位时间、单位体积中反应物的量的减少或产物的量的增加来表示。rp=rR=aA+dDgG+hH它们之间有如下的关系:反应速率也可用单位时间、单位体积内反应进度的变化d/(Vdt)来表示。反应进度的变化与各反应组分物质的量的变化关系

8、如下:二、基元反应与复杂反应例如H2和I2的气相反应：H2+I22HI这是一个复合反应，由以下基元反应组成：I2+M(高能)2I+M(低能)(1)2HIH2+2I(2)基元反应(elementaryreaction)：由反应物微粒(分子、原子、离子或自由基等)一步直接生成产物的反应。复合反应(overallreaction)：由多个基元反应组成的反应，又称为复杂反应(