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正文內(nèi)容

大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)溶液和膠體(編輯修改稿)

2025-02-14 01:03 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 難揮發(fā)非電解質(zhì)的稀溶液的沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)下降,即 ΔTb = Kb ? bB ΔTf = Kf ? bB 39 注 : a)濃溶液 由于在溶液中溶質(zhì)分子較多,分子間的相 互影響增大。因此,在濃溶液中不存在稀溶液的通 性所表明的定量關(guān)系。 b) 電解質(zhì) 在溶液中電離,其中粒子數(shù)顯著增加,故上述性質(zhì)要比相同濃度的非電解質(zhì)溶液變化大得多,不存在稀溶液定律所表明的定量關(guān)系。 c) 若溶質(zhì)是揮發(fā)的,則不存在稀溶液性質(zhì)或 不存在稀溶液定律所表明的定量關(guān)系 40 溶液的滲透壓 ? 滲透 溶劑分子通過(guò)半透膜向溶液自動(dòng)擴(kuò)散的過(guò)程,稱為 滲透 。 半透膜 只允許溶劑分子通過(guò),而溶質(zhì)分子不能通過(guò)的膜,叫 半透膜 。 動(dòng)物的膀胱、植物的表皮層、細(xì)胞膜是天然的半透膜,人工半透膜有硝化纖維膜和醋酸纖維膜等高分子薄膜。 41 42 滲透壓 顧名思義,就是 由滲透作用引起的溶劑與溶液兩邊的壓力差。化學(xué)上把這種剛剛足以阻止?jié)B透過(guò)程的進(jìn)行所外加的壓力,稱為 滲透壓 荷蘭物理學(xué)家范特霍夫( Van‘t Hoff )指出:稀溶液的滲透壓 Π與其濃度和熱力學(xué)溫度成正比。即 ΠV = nRT 或 Π = cRT (對(duì)于很稀的溶液, c 的數(shù)值可近似用 b 代替, c為物質(zhì)的量濃度, T,溫度; n, 溶質(zhì)的物質(zhì)的量; V,溶液的體積,單位, m3) 43 注意單位: R = = . = . = . 說(shuō)明: a) 滲透壓與濃度成正比,即與溶質(zhì)數(shù)目有關(guān),與溶 質(zhì)本性無(wú)關(guān); b) 滲透壓只是當(dāng)溶液與溶劑被半透膜隔開(kāi)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生; 44 c) 半透膜兩邊只要有濃度差就能產(chǎn)生滲透壓; d) 平衡時(shí),滲透過(guò)程仍在繼續(xù),只不過(guò)兩邊滲透速度相等。滲透平衡與任何平衡一樣,為動(dòng)態(tài)平衡 。 滲透現(xiàn)象在自然界和動(dòng)、植物體內(nèi)廣泛存在,在生物學(xué)中具有重要意義 : ①動(dòng)植物的細(xì)胞膜大多具有半透膜的性質(zhì),因此水分、養(yǎng)料 在動(dòng)植物體內(nèi)循環(huán)都是通過(guò)滲透而實(shí)現(xiàn)的,如植物細(xì)胞就 是靠細(xì)胞液的滲透壓而將根部的水分輸送到莖部和葉片。 45 ② 在人體內(nèi)正常體溫( 37℃ )時(shí),血液的平均滲透壓約為 780kPa,因而在向血液中注射溶液時(shí),必須考慮注射液的 滲透壓 (等滲溶液如質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %的生理鹽水和 5%的葡萄 糖溶液 )。 ③ 測(cè)定大分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量。 例如血紅蛋白的相對(duì)分子質(zhì)量高達(dá) 7?104, 1L 水中含 20g 血 紅蛋白的溶液,若用凝固點(diǎn)下降法測(cè)定,該溶液的凝固點(diǎn)只下降 5?104 ℃ ,而用滲透壓法測(cè)定,其滲透壓高達(dá) 700Pa。 顯然前者很難測(cè)準(zhǔn)。 46 反滲透: 如果外加在溶液上的壓力超過(guò)滲透壓,則會(huì)使溶液中的水向純水溶劑中流動(dòng),稱為 反滲透 。 反滲透在海水淡化、工業(yè)廢水或污水的處理和溶液濃縮等方面有重要的應(yīng)用。 現(xiàn)在用的 反滲透膜 主要有醋酸纖維素膜和芳香族聚酰胺纖維素膜等。 47 “凈水袋”可化尿液為凈水 美國(guó)駐阿富汗和伊拉克的特種兵開(kāi)始配發(fā)一種名為“ 凈水袋 ” ( Hydropack)的特殊的水凈化裝備,它可以迅速將臟水(包括人的尿液)過(guò)濾成純凈水,供士兵飲用或浸泡脫水食品。 近兩年來(lái),美國(guó)特種兵和別動(dòng)隊(duì)員對(duì)其進(jìn)行了試用,取得了良好的效果。 裝備了 “ 凈水袋 ” 后,士兵每天所需背負(fù)的食物重量會(huì)大大減少,從 400克。美國(guó)國(guó)防部野戰(zhàn)食品處處長(zhǎng)杰拉德 達(dá)什介紹說(shuō): “ 譬如說(shuō), 可以從油槽甚至廁所中取臟水灌入 ‘ 凈水袋 ’ 中,大約兩小時(shí)后便可獲得一公升高質(zhì)量的、含有鹽分及糖分的飲用水。 ” “ 減少士兵的負(fù)荷,是迫切需要解決的問(wèn)題。 ” 達(dá)什說(shuō), “ 要知道水很沉,更何況士兵們還要背負(fù)近 45公斤的其它裝備。 ” 48 “凈水袋 ” 可清除臟水中 %的細(xì)菌及致命化學(xué)物質(zhì)。不過(guò)值得注意的是,雖然它可以凈化尿液,但是如果士兵長(zhǎng)期飲用的話,可能會(huì)引發(fā)尿中毒。 “ 凈水袋 ’ 的工作原理是滲透作用, ” 野戰(zhàn)食品處的工作人員塞納卡爾介紹說(shuō), “ 膜片的一面放入了鹽分和糖分以及其它一些氨基酸,另一面則注入臟水。一段時(shí)間后水開(kāi)始滲透膜片。而且不受士兵運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度及外部氣溫的影響 ——?dú)鉁卦礁?,凈水的效果反而?huì)越好。只需 14個(gè)小時(shí),便會(huì)得到一公升凈水。 ” “ 凈水袋 ” 由位于美國(guó)俄勒岡州奧爾巴尼市的 “ 水合技術(shù) ” (Hydration Technology)生產(chǎn),為軍人量身定做,以減輕他們的作戰(zhàn)負(fù)荷。 49 “對(duì)凈水袋進(jìn)行了改裝,將栓塞改成了拉鏈,這樣士兵可以迅速灌滿水袋,塞進(jìn)背包后繼續(xù)行軍。” 目前, 美國(guó)方面正在為海軍研制類似的可凈化海水的附屬裝備, 屆時(shí)它將成為救生艇的必備裝備 。 發(fā)布時(shí)間: 2022年 7月 24日 50 我國(guó)亞海水淡化技術(shù)取得重大突破 – 2022年 7月 13發(fā)布 國(guó)家海洋局杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心日前與廣東一家造紙企業(yè)簽訂合同,將在 珠江口建立一套日處理量十萬(wàn)噸的亞海水淡化系統(tǒng),淡化成本與自來(lái)水價(jià)格基本相當(dāng), 這標(biāo)志著我國(guó)亞海水淡化技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 國(guó)家海洋局杭州水處理中心辦公室主任朱淑飛介紹說(shuō), 亞海水只是一種通俗的說(shuō)法,國(guó)際學(xué)術(shù)界一般稱其為 “ 苦咸水 ” ,其含鹽量高于淡水的1 ‰ ,低于海水的3%。由于鹽度較小,亞海水的淡化成本比海水要低:一噸海水淡化后可以獲得350-400千克的淡水,而一噸亞海水淡化后可以獲得750千克左右的淡水,以杭州水處理中心目前的技術(shù)水平,每噸海水的淡化在5元左右,而每噸亞海水淡化成本在2元左右,與當(dāng)?shù)刈詠?lái)水價(jià)格基本相當(dāng)。 51 這套亞海水淡化系統(tǒng)由杭州水處理中心采用自主研發(fā)的全膜法工藝?!叭しā敝傅氖窃谙趟擕}過(guò)程中全程使用反滲透膜過(guò)濾的工藝, 這種技術(shù)是當(dāng)前國(guó)際上最先進(jìn)的。通過(guò)優(yōu)化工藝布局,擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,亞海水淡化成本可以進(jìn)一步降低。目前,國(guó)際上規(guī)模最大的亞海水淡化項(xiàng)目日處理能力為38萬(wàn)噸,在珠江口建立的這套系統(tǒng)使我國(guó)的亞海水淡化單項(xiàng)工程突破了十萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模,達(dá)到了國(guó)際通稱的大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)。 據(jù)介紹,亞海水淡化技術(shù)在我國(guó)有廣泛的應(yīng)用前景。在東部沿海地區(qū),由于過(guò)度開(kāi)采地下水導(dǎo)致的倒灌海水,在海濱灘涂水庫(kù)中的灘涂水,在河流入??诘南痰旌纤?,包括在西部地區(qū)的苦咸水,都適用亞海水淡化技術(shù)。從2022年開(kāi)始,浙江省水利廳和國(guó)家海洋局杭州水處理中心合作,在浙江進(jìn)行灘涂水的淡化試驗(yàn)。2022年,杭州水處理中心在位于海島的浙江省玉環(huán)縣建立了我國(guó)首個(gè)日產(chǎn)5000噸的亞海水淡化項(xiàng)目,不但淡化后的水價(jià)與自來(lái)水價(jià)格相當(dāng),而且水質(zhì)也符合國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 52 *水的凈化 (根據(jù)水源、用途)除去泥砂,消毒、殺菌 混凝法 :利用 Al2(SO4)3, FeCl3水解后形成膠體或相對(duì)分子量更大,電荷更多的 [Al2(OH)nCl6n]m (n = 1~5,m 10), [Fe(OH)n(SO4) 3(n/2)]m (n 2, m 10)等作為混凝劑來(lái)吸附和卷帶水中非常細(xì)小的淤泥微粒。 水的純化 除去水中所有離子,消毒、殺菌 海水的淡化 海水含鹽量為 % (1) 蒸餾法 :生活水純化、實(shí)驗(yàn)室凈化水和海水淡化的主要手段。但消耗能源,煤作為能源造成污染。太陽(yáng)能為理想能源。 53 (2)離子交換法 : 目前實(shí)驗(yàn)室純化水的主要方法 用離子交換樹(shù)脂獲得高純度的去離子水,也可用于 物質(zhì)的分離和提純。 交換樹(shù)脂: 包括陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂。 如強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 : RSO3H + Na+ → R SO3Na + H+ 強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂 : RN(CH3)3OH + Cl → R N(CH3)3Cl +OH 樹(shù)脂再生: 當(dāng)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上的 H+被 Na+取代,陰離子交換樹(shù)脂上的 OH被 Cl取代后,需要分別用
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