《水化学与水污染》PPT课件

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1、第3章水化学与水污染§3.1溶液的通性§3.2水溶液中的单相离子平衡§3.5水污染及其危害（自学）§3.4胶体与界面化学（自学）§3.3难溶电解质的多相离子平衡溶液：由溶质和溶剂组成。凡两种以上的物质混和形成的均匀稳定的分散系统，叫做溶液。气体溶液、固体溶液、液体溶液由不同的溶质和水或其他溶剂组成的溶液有不同的性质。溶液的形成伴随着能量、体积、颜色的变化等，是由溶液的本性决定的。溶液的另外一些性质，如蒸气压、沸点、凝固点等与溶质的本性无关，只与溶质的数量有关，称为溶液的依数性。溶液：电解质溶液、非电解质溶液§3

2、.1溶液的通性组成的标度——溶剂A+溶质B1.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-1mB=nB/wAnB—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nA和nB，则注意：无论有若干种物质，摩尔分数之和总是等于1。§3.1溶液的通性一、非电解质稀溶液的通性1．溶液的蒸气压下降2.沸点上升3.凝固点下降4.渗透压5

3、.稀溶液的依数性二、电解质稀溶液的通性一、非电解质稀溶液的通性稀溶液的依数性定律：难挥发的非电解质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。§3.1溶液的通性在液体中，靠近液面的具有高能量的分子克服了周围分子对它的引力而从液面逸出，这就是蒸发或气化作用。蒸发或气化的结果是使液体的温度降低了，因为高能量分子的逸失使液体中剩余分子的平均动能降低，周围环境及时向液体传递热量使该液体的温度保持恒定，使高能量分子的个数得以恢复，蒸发过程就可以继

4、续进行直到液体全部蒸发完全。蒸发或气化作用1．溶液的蒸气压下降蒸气压例如：20℃时，p(H2O)＝2.339kPa100℃时，p(H2O)＝101.325kPa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？不同溶剂蒸气压不同，相同溶剂温度升高，蒸气压增大。(2)蒸气压下降若往溶剂(如水)中加入一种难挥发的溶质，

5、使它溶解形成溶液时，由实验可以测出溶剂的蒸气压下降。同一温度下，纯溶剂的蒸气压与溶液的蒸气压之差叫做溶液的蒸气压下降。拉乌尔定律：(1887年，法国物理学家)在一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液中溶剂的蒸气压下降(△p)与溶质的摩尔分数成正比，即如实验测定，25C时，水的饱和蒸气压:p(H2O)=3167.7Pa；0.5mol·kg-1糖水的蒸气压则为:p(H2O)=3135.7Pa；1.0mol·kg-1糖水的蒸气压为:p(H2O)=3107.7Pa。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

6、多。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：m=nB(mol∙kg-1)∵nA=1000/18=55.5mol∴xB=nB/nA=m/55.5∴结论：难挥发性的非电解质稀溶液，蒸气压下降数值只取决于溶剂的本性(k)及溶液的质量摩尔浓度m。(3)蒸气压下降的应用①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：②干燥剂工作原理CaCl2、NaOH、P2O5等易潮解的固态物

7、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。液体的饱和蒸气压与外界压强相等时的温度称为该液体的沸点。在此温度下，气化在整个液体中进行，产生气泡，称之为液体的沸腾。在低于此温度下的气化，仅限于在液体表面上进行，不会产生气泡，这是蒸发。2.沸点上升这就是在沸点时和在沸点以下时液体气化的区别。在沸腾时液体的温度恒定不变。液体的沸点随外界气压而变，外界气压升高，液体的沸点升高；外界气压降低，液体的沸点也随之下

8、降。当外界气压为101.325kPa(1atm)时，液体的沸点称为正常沸点。注意：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。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=1mol·kg-1时的溶液沸点升高值。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