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1、第三章水化学与水污染本章主要内容：溶液的通性水溶液中的单相离子平衡难溶电解质的多相离子平衡水资源的可持续利用与水污染防治3.1溶液的通性稀溶液的蒸气压沸点上升凝固点下降渗透压3.1.1非电解质溶液的通性大量实验结果表明:由难挥发的非电解质所形成的稀溶液的性质（如溶液的蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降以及渗透压等）只与一定溶剂中所溶解溶质的数量(物质的量)成正比,而与溶质的本性无关。上述性质称为稀溶液的依数性，又称为稀溶液定律或依数性定律。稀溶液的依数性定律是有限定律,溶液越稀,定律越准确。对于电解质溶液及浓溶液则需作校正。1.溶液的
2、蒸气压下降（1）蒸气压在一定温度下,溶液内部那些能量较大的分子会克服液体分子间的引力从液体表面逸出,成为蒸气分子,这个过程称为蒸发（又称为汽化）。蒸发是吸热过程。蒸发出来的分子在液面上的空间向各个方向运动,其中一部分可能撞到液面并被吸引到液相中,这个过程称为凝聚。凝聚是放热过程。起初,蒸发过程占优势,随着水蒸气密度的增大,凝聚速率随之增大,当液体的蒸发速率等于蒸气的凝结速率时,该液体和它的蒸气处于平衡状态。此时蒸气所具有的压力称为该温度下的饱和蒸气压,简称蒸气压。温度一定时各种液体都具有恒定的蒸气压，蒸气压与液体的本性有关。蒸发H2
3、O（l）H2O（g）凝聚例如，H2O（l）与H2O（g）在一定温度下达到如下相平衡H2O（g）所具有的压力p(H2O)即为该温度下的蒸气压。在100℃时，p(H2O)＝101.325kPa。（2）蒸气压下降研究表明，在同一温度下，若向溶剂（如水）中加入如何一种难挥发的溶质，使它溶解而形成溶液后,会发现溶液的蒸气压总是比纯溶剂的要低。同一温度下，纯溶剂蒸气压与溶液蒸气压之差叫做溶液的蒸气压下降。原因：当纯溶剂（水）中溶有难挥发的溶质后,溶液的部分表面被溶剂化的溶质分子所占据,使单位时间内从溶液表面蒸发出的溶剂分子数比从纯溶剂中蒸发出的
4、分子数少,平衡时,溶液的蒸气低于纯溶剂的蒸气压。根据拉乌尔的研究,总结出适用于溶质为难挥发的非电解质溶液的定量关系：上式表明,在一定温度下,难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压下降值等于稀溶液中溶质的“物质的量分数”与纯溶剂蒸气压的乘积,而与溶质的性质无关。溶液的蒸汽压2溶液的沸点上升和凝固点下降（1）沸点和凝固点当某一液体的蒸气压等于外界的压力时，液体就会沸腾，此时的温度称为该液体的沸点（Tbp）。某物质的液相蒸气压和固相蒸气压相等时的温度。称为该物质的凝固点（Tfp）。一切可形成晶体的纯物质，在给定条件下，都有一定的凝固点和沸点。（2
5、）沸点上升和凝固点下降对于溶液，一般由于溶质的加入会使溶液与溶剂相比，凝固点下降，沸点上升。溶液越浓，凝固点和沸点改变越大。『自然界实例』海水的凝固点低于0℃,“不出汽的米汤烫死人”『应用实例』冬天用食盐来消除积雪、在汽车水箱中加入乙二醇来防止水箱结冰……凝固点下降、沸点上升与溶液浓度的定量关系：难挥发的非电解质稀溶液的沸点上升和凝固点下降与溶液的质量摩尔浓度成正比。ΔTbp=kbp·mΔTfp=kfp·m上式中：m为溶质的质量摩尔浓度，指在1kg溶剂中所含溶质的物质的量，单位为mol·kg-1；kbp为溶剂的摩尔沸点上升常数，它取
6、决于溶剂的特性而与溶质性质无关。kfp为溶剂的摩尔凝固点下降常数，它取决于溶剂的特性而与溶质性质无关。渗透压（1）半透膜只允许溶剂（水）透过而不允许水中的溶质透过的薄膜,称为半透膜。天然半透膜：动植物细胞膜、动物膀胱,肠衣等；人工合成半透膜：硝化纤维膜、醋酸纤维膜、聚砜纤维膜等。（2）渗透若半透膜隔开的两边溶液的浓度不等，则溶剂水会透过半透膜扩散到较浓溶液中，使溶液稀释的现象,称为渗透。用反渗透法可以制取纯净水。（3）渗透压渗透压是为维持半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡而需要的额外压力。难挥发的非电解质稀溶液的渗透压与溶液的
7、浓度及热力学温度成正比。（4）反渗透如果外加在溶液上的压力超过了渗透压，则反而会使溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动，使纯溶剂的体积增加。这个过程叫做反渗透。难挥发的非电解质稀溶液的渗透压与溶液的浓度及热力学温度成正比。（5）渗透压的重要意义有机体的细胞膜大多具有半透膜的性质，渗透压是引起水在生物体中运动的重要推动力。等渗溶液：渗透压与人体内的基本相等的溶液。（6）反渗透的应用海水淡化、制纯净水、污水处理、溶液浓缩等。NH3·H20NH4++OH-碱HAcH++Ac-酸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1.酸
8、碱理论电离理论:解离时生成的正离子全部都是H+的化合物叫做酸；所生成的负离子全部都是OH-的化合物叫碱。HAcH++Ac-HAc给出H+是酸Ac-接受H+是碱NH3+H+NH4+NH3接受H+是碱NH4+给出H+是酸酸碱质子理论：凡能
