【導(dǎo)讀】了解溶液的通性。明確酸堿的近代概念，酸堿的解離平衡和緩沖。的解離平衡及其移動(dòng)；掌握沉淀與溶解平衡、溶度積規(guī)則及其有關(guān)計(jì)。了解膠體的聚沉、保護(hù)及表面活性劑的結(jié)構(gòu)。了解水體的主要污染物的來(lái)源及其危害。堿性和導(dǎo)電性等；難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液有一定的共同性和規(guī)律性。該類(lèi)性質(zhì)稱(chēng)為稀溶液的通性，或稱(chēng)為依數(shù)性。wA—溶劑的質(zhì)量，單位為kg。設(shè)有雙組分溶液，溶劑A和溶質(zhì)B的物質(zhì)的量分別為nA和nB，注意：無(wú)論有若干種物質(zhì)，摩爾分?jǐn)?shù)之和總是等于1。氣所具有的壓力稱(chēng)為該溫度下液體的飽和蒸氣壓，質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。因其易吸收空氣中的水分在其表面形成溶液，該溶。不斷凝結(jié)進(jìn)入溶液而達(dá)到消除空氣中水蒸氣的目的。Kfp,kbp只與溶劑種類(lèi)有關(guān)。低水的凝固點(diǎn)，避免因結(jié)冰，體積膨脹而使水箱破裂。組成的焊錫，熔點(diǎn)為180℃，用于焊接時(shí)不會(huì)使焊件過(guò)熱，人體血液的滲透壓約為780kPa，病人注射或輸液時(shí)，

　　

【正文】 粉末，加水、起泡劑，攪拌并吹人空氣使產(chǎn)生氣泡，用捕集劑使礦物變成憎水性。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。 ? 其它 啤酒、汽水、洗發(fā)和護(hù)發(fā)用品等都需用起泡劑，使產(chǎn)生大量的泡沫。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 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(guò)程中，大量的泡沫會(huì)帶來(lái)不利。必須適當(dāng)抑制發(fā)泡，往往加入一些短碳鏈 (如 C5~C8)的醇或醚，它們能將泡沫中的起泡劑分子替代出來(lái)；又由于碳鏈短，不能在氣泡外圍形成牢固的保護(hù)膜，從而降低氣泡的強(qiáng)度而消除泡沫。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 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。它的基本功能是從物質(zhì)群中有選擇地透過(guò)或輸送特定的物質(zhì) (分子、離子、電子和光子等 )。 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。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 83 分離膜 具有分離功能的膜稱(chēng)為分離膜，是一種能有效分離提取所需物質(zhì)的功能膜。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。 ? 致密膜中聚合物的填充方式是分子狀，孔徑為 0~，適用于反滲透，滲析，電滲析等操作使用。 ? 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(guò)濾，膜過(guò)濾等操作使用； ? 纖維質(zhì)膜孔徑 2μm以上，用于對(duì)更大分散質(zhì)的過(guò)濾操作。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 84 分離膜的應(yīng)用 膜 應(yīng)用 氣體透過(guò)膜 富氧制取，富集氦 離子交換膜 海水談化，硬水軟化，電解隔膜 反滲透膜 海水淡化，鹽水脫鹽，超純水制備 超濾膜 膠體分離，廢液處理，溶液濃縮 透析膜 人工腎等人工器官 釋放控制膜 緩釋性藥劑 表 常見(jiàn)分離膜及其應(yīng)用 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 85 能量轉(zhuǎn)化功能膜 能量轉(zhuǎn)化功能膜是當(dāng)今重要的研究課題之一。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。將光能轉(zhuǎn)化為電能關(guān)鍵工作是制造出性能穩(wěn)定的有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池。大面積利用太陽(yáng)能一定需要用膜的形式。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 86 LB膜 ? LB膜簡(jiǎn)介 LB膜是由美國(guó)科學(xué)家蘭繆爾 (I. Langmuir)和勃洛杰脫 (K. B. Blodgett) 建立的一種在固體表面上沉積的多層單分子膜?？稍诮M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。 ? LB膜的應(yīng)用 ? 在生物膜的功能模擬研究中，以葉綠素、維生索、磷脂和膽固醇等物質(zhì)形成的 LB膜，可用以研究生物膜中的電子傳遞、能量傳遞、生物膜電現(xiàn)象、物質(zhì)跨膜輸運(yùn)過(guò)程等。 ? 利用 LB膜可制成仿生薄膜，作為仿生傳感器。 ? 光色互變的 LB膜可作為光記憶材料。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 87 水污染及其危害 水是一種寶貴的自然資源，是人類(lèi)生活、動(dòng)植物生長(zhǎng)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的物質(zhì)。 引起水體污染的原因有兩個(gè)方面 ： ? 自然污染 主要是自然原因所造成的，如特殊地質(zhì)條件使某些地區(qū)有某種化學(xué)元素大量富集，天然植物在腐爛過(guò)程中產(chǎn)生某種毒物，以降雨淋洗后夾帶各種物質(zhì)流入水體。 ? 人為污染 是人類(lèi)生活和生產(chǎn)活動(dòng)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(huì)造成污染。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 88 無(wú)機(jī)物污染 ? 重金屬 重金屬主要包括 Hg、 Cd、 Pb、 Cr等，此外還有 As。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。重金屬的致害作用在于使人體中的酶失去活性，它們的共同特點(diǎn)是即使含量很小也有毒性，因?yàn)樗鼈兡茉谏矬w內(nèi)積累，不易排出體外，因此危害很大。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 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。若遇酸性介質(zhì)，則CN能生成毒 性極強(qiáng)的揮發(fā)性氫氰酸 HCN。氰化物主要來(lái)源于電鍍、煤氣、冶金等工業(yè)的廢水。 CN的毒性是由于它與人體中的氧化酶結(jié)合，使氧化酶失去傳遞氧的作用，引起呼吸困難，全身細(xì)胞缺氧而窒息死亡?？谇徽衬のM(jìn)約50mg氫氰酸，瞬時(shí)即能致死。我國(guó)工業(yè)廢水中氰化物的最大允許排放濃度 (以 CN計(jì) )為 dm3。 ? 酸堿污染 酸堿污染可使水體的 pH發(fā)生變化 (pH過(guò)低或過(guò)高 )，會(huì)消滅或抑制一些有助于水凈化的細(xì)菌及微生物的生長(zhǎng)，從而影響了水的自?xún)裟芰Α? 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 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?、蛋白質(zhì)、脂肪等。它們?cè)谒械暮醚跷⑸?(指生活時(shí)需要氧氣的微生物 )的參與下，與 O2作用降解時(shí)，要消耗水中溶解的 O2 ，所以常常稱(chēng)這些有機(jī)物為耗氧有機(jī)物。 水中含有大量耗氧有機(jī)物時(shí)，水中溶解的 O2將急劇下降，降至低于 4mgdm3時(shí)，魚(yú)就難以生存。若水中含 O2量太低，這些有機(jī)物又會(huì)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)。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 91 ? 殺蟲(chóng)劑、洗滌劑和多氯聯(lián)苯、苯并芘等污染 隨著現(xiàn)代石油化學(xué)工業(yè)的高速發(fā)展，產(chǎn)生了多種原來(lái)自然界沒(méi)有的有機(jī)毒物，如有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、合成洗滌劑，多氯聯(lián)苯 (工業(yè)上用于油漆和油墨的添加劑 ,熱交換劑和塑料軟化劑等 )、苯并芘 (來(lái)源于煤焦油、汽油、煤、香煙等的不完全燃燒 )。這些化合物在水中很難被微生物降解，因而稱(chēng)為難降解有機(jī)物。它們被生物吸收后，食物鏈逐步被濃縮而造成嚴(yán)重危害。其中如苯并芘、多氯聯(lián)苯等還有致癌作用。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 92 ? 石油 石油在開(kāi)采、煉制、貯運(yùn)、使用的過(guò)程中，原油和各種石油制品進(jìn)入環(huán)境而造成污染可帶來(lái)嚴(yán)重的后果。這不僅是因?yàn)槭偷母鞣N成分都有一定的毒性，還因?yàn)樗哂衅茐纳锏恼Ｉ瞽h(huán)境，造成生物機(jī)能障礙的物理作用。石油比水輕又不溶于水，覆蓋在水面上形成薄膜層，一方面阻止大氣中氧在水中溶解，另一方面因石油膜的生物分解和自身的氧化作用，消耗水中大量的溶解氧，致使水體缺氧。同時(shí)，油膜堵塞魚(yú)的鰓部，使魚(yú)呼吸困難，甚至引起魚(yú)死亡。若以含油污水灌田，也可因油粘膜粘附在農(nóng)作物上而使其枯死。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 93 水的富營(yíng)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(zhǎng)、繁殖所必需的營(yíng)養(yǎng)元素。在湖泊、水庫(kù)、內(nèi)海、海灣、河口等水體，水流緩慢，停留時(shí)間長(zhǎng)，植物營(yíng)養(yǎng)元素富集，又適宜于水生植物繁殖，因而使藻類(lèi)及浮游生物大量繁殖。 由于占優(yōu)勢(shì)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。這種現(xiàn)象在江河、湖泊中稱(chēng)為 “ 水華 ” ，在海中則叫做 “ 赤潮 ” 。 水體發(fā)生 “ 富營(yíng)養(yǎng)化 ” 時(shí)，還由于缺氧，致使大多數(shù)水生動(dòng)、植物不能生存，致死的動(dòng)植物遺骸，在水底腐爛沉積，使水質(zhì)不斷惡化。 綠色洗滌 ——無(wú)磷洗滌劑 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 94 熱污染 一些熱電廠、核電站及各種工業(yè)過(guò)程中的冷卻水，若不采取措施而直接排入水體，均可引起熱污染。熱污染對(duì)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(yú)在水溫 20℃ 時(shí)，可致死亡 )，而且，溫度升高后，必然降低了水中氧的溶解量。在這樣不適宜的溫度及缺氧的條件下，對(duì)水中生態(tài)系統(tǒng)的破壞是嚴(yán)重的。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 95 中國(guó)的水資源危機(jī) * 基本國(guó)情： 水總量不小， m3 (), 居世界第 6。 人均太小， 2200m3，相當(dāng)于世均 1/5，美國(guó) 1/6，加拿大1/60，名列世界 109位，是世界 13個(gè)貧水國(guó)之一。 危機(jī)的五個(gè)表現(xiàn)： 。 。 。 。 ,二次水利用率太低。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 96 選讀材料 水的凈化與廢水處理 一級(jí)處理：物理處理法 二級(jí)處理：生物處理法（微生物代謝） 三級(jí)處理： 化學(xué)反應(yīng)法、離子交換法、反 滲透法、臭氧氧化法、活性炭 吸附法、氯化法 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 97 廢水常用處理方法 常用混凝劑：鋁鹽、鐵鹽 中和膠體雜質(zhì)的電荷 黏結(jié)膠體雜質(zhì)微粒 吸附膠體雜質(zhì) 助凝劑：細(xì)黏土、膨潤(rùn)土 影響因素 :pH、溫度、攪拌強(qiáng)度 （ 1）沉淀反應(yīng) FeS(s) + Hg2+ (aq) = HgS(s) + Fe2+(aq) 常用沉淀劑： Na2CO CaO、 Na2S 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 98 （ 2）氧化還原法 Cr2O72 + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ +7H2O 加 NaOH， 調(diào)節(jié) pH為 68，生成 Cr(OH)3沉淀 常用氧化劑 : O2 (空氣 )、 Cl H2O O3 常用還原劑： FeSO Fe粉、 SO Na2SO3 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 RSO3H + M+ = RSO3 M + H+ 陰離子交換樹(shù)脂 RN(CH3)OH + RN(CH3)X + OH+ 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 99 4. 電滲析法和反滲透法 反滲透是一種利用高分子膜進(jìn)行物質(zhì)分離的過(guò)程，可以從水中除去 90%以上的溶解鹽類(lèi)及 99%以上的膠體、微生物、有機(jī)物等 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 100 本章小結(jié) ? 非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)下降以及滲透壓等與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。 ? 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。并提出了共軛酸堿的概念： 共軛酸 = 共軛堿 + H+ ， K a ?K b = K w ccKa a /??? 稀釋定律： ? 一元酸堿溶液 pH的近似計(jì)算： 或 ccKca ??? )H( ccKc ??? b)OH(? 多元弱酸 (堿 )的解離是分級(jí)進(jìn)行的，每一級(jí)解離都有一個(gè)解離常數(shù)。一般情況下 Ka1Ka2Ka3， 以一級(jí)解離為主。因此以處理一元酸堿溶液的方法來(lái)計(jì)算其 pH值。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 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(chēng)為同離子效應(yīng) 。 ? 緩沖溶液 弱酸及其共軛堿或弱堿及其共軛酸所組成的溶液對(duì)外加的酸和堿具有緩沖能力。當(dāng)溶液的 pH值在 pKa附近時(shí)，具有最強(qiáng)的緩沖能力。 eqeqaeq(( H )(p p l gaccKccHKc? ????eqeq共軛酸）( 共軛堿)共軛酸）( 共軛堿)首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 102 續(xù) ? 配離子解離平衡 配離子是由中心離子或中心原子和若干個(gè)中性分子或它種離子通過(guò)配位鍵組成的復(fù)雜離子，在水溶液中存在解離平衡。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。改變?nèi)芤旱乃岫韧鶗?huì)引起配離子解離平衡的移動(dòng)。一種配離子可以轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的配離子。 ? 多相離子平衡 難溶電解質(zhì)在水溶液中，存在固體和溶液中離子之間的的多相離子平衡。當(dāng)溶液中濃度商大于溶度積常數(shù)時(shí)生成難溶鹽，反之難溶鹽溶解。因加入含有共同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，而使難溶電解質(zhì)溶解度降低的現(xiàn)象也叫同離子效應(yīng)。一種難溶的電解質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為更難溶的電解質(zhì)。利用酸堿反應(yīng)，配位反應(yīng)，氧化還原反應(yīng)可以使沉淀溶解。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 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(hào)電荷的溶膠混合、加熱均可促使膠體聚沉。 ? 表面活性劑分子中同時(shí)存在親水基團(tuán)和親油基團(tuán)，它能起到降低表面張力的作用。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。 ? 膜是一種重要的功能性材料，可用于分離、生物模擬、能量轉(zhuǎn)化等目的。 ? 水是寶貴的自然資源。威脅水資源的主要是人為污染。重金屬、碳?xì)浠镂廴竞退母粻I(yíng)養(yǎng)化是全球性的問(wèn)題。 首 頁(yè) 末 頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 104