【正文】 O3 (K s = 109 ) ，從而可以容易地用醋酸等弱酸清除。 FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+(aq), K? = ?1033 因過量的 FeS不溶于水 ， 可以過濾除去 。 思考 ： 用淀粉和水制成的淀粉糊是一種分散系統(tǒng)。例如氯化鈉、葡萄糖等水溶液。例如牛奶，豆?jié){，泥漿等。nI ˉ xK+ 膠團(tuán) 同一種膠體，膠粒的結(jié)構(gòu)可以因制備方法的不同而不同。由于吸附的正、負(fù)離子不相等，因此膠粒帶電。 但膠體能夠長時間不發(fā)生沉降而穩(wěn)定存在 ， 原因主要有： ? 膠體粒子的布朗運(yùn)動 。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 70 膠體的聚沉與保護(hù) ? 膠體的聚沉 使膠粒聚集成較大的顆粒而沉降的過程稱為 膠體的聚沉。電解質(zhì)與膠粒異號電荷的離子的價數(shù)越高，聚沉效率越大，聚沉值越小。使得兩相之間的表面張力大大降低。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 73 2 表面活性劑舉例 陰離子表面活性劑 ROSO3Na 硫酸酯鹽 RSO3Na 磺酸鹽 RCOONa 羧酸鹽 ROPO3Na2 磷酸酯鹽 兩性表面活性劑 RNHCH2CH2COOH 氨基酸型 CH3 | RN+CH2COO 甜菜堿型 | CH3 陽離子表面活性劑 ArCH2N(CH3)3Br 季胺鹽類 非離子型 RO(CH2 CH2O)n H 聚氧乙烯醚類 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 74 3 表面活性劑的應(yīng)用 ? 洗滌作用 洗滌劑是一種使用面很廣的表面活性劑。另一端的親水基與水分子之間存在較強(qiáng)的作用力而溶于水，這樣通過洗滌劑分子使水分子包圍了油污，降低了油污與織物之間的表面 (界面 )張力，再經(jīng)搓洗，振動便可除去織物上的油污。例如，牛奶就是奶油分散在水中形成的 O/W型乳狀液。 ? 乳化燃油 內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用含 10%水的乳化燃油，燃燒效果不降低但能節(jié)省燃料。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 78 乳化作用的破壞 在工業(yè)生產(chǎn)中也會遇到一些有害的乳狀液。 破乳劑也是一種表面活性物質(zhì)，其特點(diǎn)是有高的表面活性，但弱的成膜能力。 此外，還可用升高溫度、加入電解質(zhì)以及高速離心等方法來破乳。若對溶解了表面活性劑的水溶液進(jìn)行攪拌使其產(chǎn)生氣泡，就可以形成堅固的液膜，使泡沫能保持較長時間穩(wěn)定地存在。 ? 泡沫選礦 起泡劑也用于泡沫浮選法以提高礦石的品位。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 81 消泡作用 在另外一些情況下，則必須消除泡沫，例如，洗滌、蒸餾、萃取等過程中，大量的泡沫會帶來不利。 膜是一種重要的基礎(chǔ)功能材料，它具有分離功能、生物功能和能量轉(zhuǎn)換功能等。 ? 多孔膜孔徑 5nm~1μm，孔的大小與膠體粒子的大小一般，適用于超過濾，膜過濾等操作使用； ? 纖維質(zhì)膜孔徑 2μm以上，用于對更大分散質(zhì)的過濾操作。大面積利用太陽能一定需要用膜的形式。 ? 利用 LB膜可制成仿生薄膜，作為仿生傳感器。 ? 人為污染 是人類生活和生產(chǎn)活動中給水源帶進(jìn)了許多污染物，包括生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)田排水和礦山排水、廢渣和垃圾傾倒在水中或岸邊經(jīng)降雨淋洗流入水體也會造成污染。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 89 氰化物和酸堿污染 ? 氰化物污染 氰化物的毒性很強(qiáng)，在水中以 CN存在?？谇徽衬のM(jìn)約50mg氫氰酸，瞬時即能致死。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 90 有機(jī)物污染 ? 碳?xì)浠衔镂廴? 城市生活污水和食品、造紙等工業(yè)廢水中含有大量的碳?xì)浠衔铩⒌鞍踪|(zhì)、脂肪等。若水中含 O2量太低，這些有機(jī)物又會在厭氧微生物 (指在缺氧的環(huán)境中才能生活的微生物 )作用下，與水作用產(chǎn)生 CH H2 S、 NH3等物質(zhì)，即發(fā)生腐敗，使水變質(zhì)。其中如苯并芘、多氯聯(lián)苯等還有致癌作用。同時，油膜堵塞魚的鰓部，使魚呼吸困難，甚至引起魚死亡。 由于占優(yōu)勢的浮游生物的顏色不同，水面往往呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色、棕色或綠色等。熱污染對水體的危害不僅僅是由于溫度的提高直接殺死水中某些生物 (例如鱒魚在水溫 20℃ 時，可致死亡 )，而且，溫度升高后，必然降低了水中氧的溶解量。 危機(jī)的五個表現(xiàn)： 。 ,二次水利用率太低。一般情況下 Ka1Ka2Ka3， 以一級解離為主。當(dāng)溶液的 pH值在 pKa附近時，具有最強(qiáng)的緩沖能力。一種配離子可以轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的配離子。一種難溶的電解質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為更難溶的電解質(zhì)。由于加入表面活性物質(zhì)而形成穩(wěn)定的乳狀液的作用叫做乳化作用。重金屬、碳?xì)浠镂廴竞退母粻I養(yǎng)化是全球性的問題。 ? 水是寶貴的自然資源。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 103 ? 膠體粒子由膠粒和帶相反電荷的離子組成，膠體屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定的高分散系統(tǒng)，加入電解質(zhì)溶液、將兩種異號電荷的溶膠混合、加熱均可促使膠體聚沉。當(dāng)溶液中濃度商大于溶度積常數(shù)時生成難溶鹽，反之難溶鹽溶解。穩(wěn)定常數(shù)和不穩(wěn)定常數(shù)之間存在互為倒數(shù)的關(guān)系。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 101 ? 同離子效應(yīng) 在弱酸的溶液中加入該酸的共軛堿 ， 或在弱堿的溶液中加入該堿的共軛酸 ， 使得弱酸或弱堿的解離度大大下降的現(xiàn)象 ， 稱為同離子效應(yīng) 。 ? 酸堿質(zhì)子理論認(rèn)為凡能給出質(zhì)子的物質(zhì)都是酸；凡能結(jié)合質(zhì)子的物質(zhì)都是堿。 。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 95 中國的水資源危機(jī) * 基本國情： 水總量不小， m3 (), 居世界第 6。 水體發(fā)生 “ 富營養(yǎng)化 ” 時，還由于缺氧，致使大多數(shù)水生動、植物不能生存，致死的動植物遺骸，在水底腐爛沉積，使水質(zhì)不斷惡化。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 93 水的富營養(yǎng)化 生活污水、食品等工業(yè)廢水、農(nóng)田排水和人畜糞便、含磷洗衣粉中，常含有磷、氮等水生植物生長、繁殖所必需的營養(yǎng)元素。這不僅是因為石油的各種成分都有一定的毒性，還因為它具有破壞生物的正常生活環(huán)境，造成生物機(jī)能障礙的物理作用。這些化合物在水中很難被微生物降解，因而稱為難降解有機(jī)物。 水中含有大量耗氧有機(jī)物時，水中溶解的 O2將急劇下降，降至低于 4mgdm3。氰化物主要來源于電鍍、煤氣、冶金等工業(yè)的廢水。As雖不是重金屬，但毒性與重金屬相似，故經(jīng)常和重金屬一起討論。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 87 水污染及其危害 水是一種寶貴的自然資源，是人類生活、動植物生長和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的物質(zhì)。可在組成上、次序上作任意安排，其層數(shù)與厚度皆可以在分子水平上控制。將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的重要應(yīng)用之一是光解水，產(chǎn)生氫和氧。根據(jù)分離膜中微孔的大小及其疏密性的不同，通?？梢詫⒛し譃橹旅苣?、多孔膜和纖維質(zhì)膜。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 82 膜化學(xué) 膜是二維結(jié)構(gòu)的伸展體，是兩親分子組成的有序排列的集合體。礦物由于疏水性而粘附氣泡浮起，這樣便可分離收集有效成分。常見的起泡劑有肥皂、十二烷基苯磺酸鈉等。如肥皂泡沫 (氣體分散在液體中 )、泡沫塑料、泡沫玻璃(氣體分散在固體中 )等。這種新膜的強(qiáng)度低，較易被破壞。因此必須設(shè)法破壞這種乳狀液。同時由于表面活性劑對蟲體的潤濕和滲透作用也提高了殺蟲效果。例如，新開采出來的含水原油就是細(xì)小水珠分散在石油中形成的W/O型乳狀液。加入表面活性物質(zhì)使形成穩(wěn)定的乳狀液的作用叫做乳化作用。肥皂是包含 17個碳原子的硬脂酸鈉鹽。 離子型表面活性劑又可分為 陽離子型 (親水基團(tuán)是陽離子 )、 陰離子型 (親水基團(tuán)是陰離子 )和 兩性型(親水基團(tuán)既有陽離子又有陰離子 )表面活性劑。 表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ： 表面活性劑具有兩類性質(zhì)完全不同的基團(tuán)：親水基團(tuán)和親油基團(tuán)（疏水基團(tuán)）。 使溶膠在一定時間內(nèi)完全聚沉所需電解質(zhì)的最小濃度稱為 聚沉值 ，單位 mmol ? 膠體粒子帶有電荷，膠粒之間有很強(qiáng)的相互排斥。膠粒及其帶相反電荷的離子構(gòu)成膠體的基本結(jié)構(gòu)單元 ——膠團(tuán) 。膠核是電中性的。nI ˉ ?親液溶膠 分散相粒子與水的親合力較強(qiáng)，如蛋白質(zhì)、淀粉等。例如蛋白質(zhì)、核酸等水溶液。 在淀粉糊中，分散相是淀粉顆粒，分散介質(zhì)是水。 分散系中被分散的物質(zhì)稱為 分散相 。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 65 沉淀的轉(zhuǎn)化的應(yīng)用 廢水處理 含 Hg2+廢水可以用硫化物進(jìn)行處理 ， 但若用易溶硫化物如Na2S等進(jìn)行處理時 ， 處理后的水中存在大量的硫離子 ， 造成新的污染 。就是由于存在大量的硫酸根離子，因同離子效應(yīng)使得鉛電極表面的硫酸鉛極難溶解。dm3 s s + Ks = s (s + ) ? = 1010 解得： s = 109 BaSO4在純水中的溶解度為 somoldm3 Na2SO4溶液中的溶解度，并與其在水中的溶解度比較。 3PbS + 8HNO3(稀 ) = 3Pb(NO3)2 +3S↓+2NO↑+4H2O 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 61 3 同離子效應(yīng) 在難溶電解質(zhì)飽和溶液中 ， 加入含有與難溶物組成中相同離子的強(qiáng)電解質(zhì) ， 使難溶電解質(zhì)的溶解度降低的現(xiàn)象稱為 同離子效應(yīng) 。 c(OHˉ)3 = 1031 ， 得 x 1010 moldm3, 加入固體NaOH使之生成 Cr(OH)3 沉淀 , 設(shè)加入固體 NaOH后溶液體積不變，計算 1) 開始生成沉淀時，溶液 OH離子的最低濃度 。dm3 s s Ks (CaCO3) = s2 A2B型或 A2B型難溶物質(zhì) ， 如 Ag2CrO4， Mg(OH)2等 ， 有 Ag2CrO4(s) = 2Ag+(aq) + CrO42(aq) 平衡濃度 /mol CaCO3(s) = Ca2+(aq) + CO32(aq) 當(dāng)溫度一定時 ， 其離子濃度的乘積為一常數(shù) ， 這個平衡常數(shù) Ks(舊稱 Ksp)稱為 溶度積常數(shù) ， 簡稱 溶度積 。 難溶鹽的定義 ： 習(xí)慣上將 100g H2O中溶解度小于 物。因此，配離子的解離平衡常數(shù)又稱作 不穩(wěn)定常數(shù) ，用 K i (K 不穩(wěn) )表示。 .如 [Cu(NH3)4]SO4，配離子與簡單離子具有很不相同的性質(zhì)。dm3的 HAc和 NaAc溶液各多少 cm3？ )Ac( )H A c(lg a ??????? Kcc56 )Ac( )HAc( ??cc由于兩者濃度相同，因此只需體積比和總體積滿足： V(HAc)/V(NaAc)= 又 V(HAc) + V(NaAc) = 10cm3 因此： V(HAc) = cm3； V(NaAc) = cm3 )Ac()H A c(lgppH??? ccKa解： 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 47 附例 ： Na2S, NaAc, NaCN, Na2CO3,溶液 pH的大小。 當(dāng) c(共軛酸 ) = c(共軛堿 )時， pH = pKa 因此選擇緩沖體系時，應(yīng)選擇共軛酸的 pKa與要求的 pH值相近的緩沖對。 ?緩沖對的濃度 ：緩沖對的濃度均較大時，緩沖能力較大。dm3 HCl 溶液 ， 則由于 H+的濃度約為 dm￣3 NaAc的緩沖液中，加入 dm￣3, c(Acˉ) = ( – )mol 于是 333dmm o )HAc()Ac(???????? cc已知 HAc的 pKa為 因此 )( )(lgppH ????? 共軛堿共軛酸ccK a首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 42 例題 解 ： cm3， 加入的 mol )()(lgppH共軛堿共軛酸ccKa ??組成緩沖溶液的一對共軛酸堿 ， 如 HAc–Ac￣又稱為 緩沖對 。 以 HAc和 NaAc的混合溶液為例 : NaAc == Na++ Ac HAc(aq) = H+(aq) + Ac(aq) 系統(tǒng)中大量 HAc、 Acˉ存在 ， 使 H+相對較少 。dm3, pH = %???? ?cx?與例 ,同離子效應(yīng)使 αHAc從 %降為 %, c(H+)從 103 moldm3 HAc = H+ + Ac￣ 起始濃度 / mol 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 38 例題 例 在 mol Kb,2 = Kw， Ka,2K b = Kw , Kw稱為水的 離子積常數(shù) ccccK?? ??)Ac()OH()H A c(bAcˉ的共軛酸是 HAc： HAc(aq) = H+(aq) + Acˉ(aq