第3章revised课程.ppt

3.5.4 热污染 一些热电厂、核电站及各种工业过程中的冷却水，若不采取措施而直接排入水体，均可引起热污染。热污染对水体的危害不仅仅是由于温度的提高直接杀死水中某些生物(例如鳟鱼在水温20℃时，可致死亡)，而且，温度升高后，必然降低了水中氧的溶解量。在这样不适宜的温度及缺氧的条件下，对水中生态系统的破坏是严重的。 中国的水资源危机 基本国情： 水总量不小，2.8万亿m3 (2.8Tm3), 居世界第6。 人均太小， 2200m3，相当于世均1/5，美国1/6，加拿大1/60，名列世界109位，是世界13个贫水国之一。 危机的五个表现： 1.旱灾是对中国农业打击最大的自然灾害。 2.城市供水不足。 3.水污染日趋严重。 4.地下水严重超采。 5.水资源浪费严重,二次水利用率太低。 选读材料 水的净化与废水处理 一级处理：物理处理法 二级处理：生物处理法（微生物代谢） 三级处理： 化学反应法、离子交换法、反 渗透法、臭氧氧化法、活性炭 吸附法、氯化法 废水常用处理方法 1.混凝法 常用混凝剂：铝盐、铁盐 中和胶体杂质的电荷 黏结胶体杂质微粒 吸附胶体杂质 助凝剂：细黏土、膨润土 影响因素:pH、温度、搅拌强度 2.化学法 （1）沉淀反应 FeS(s) + Hg2+ (aq) = HgS(s) + Fe2+(aq) 常用沉淀剂：Na2CO3、CaO、Na2S （2）氧化还原法 Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ +7H2O 加NaOH，调节pH为6-8，生成Cr(OH)3沉淀 常用氧化剂: O2 (空气)、Cl2、H2O2、O3 常用还原剂： FeSO4、Fe粉、SO2、Na2SO3 3.离子交换法 阳离子交换树脂 R-SO3H + M+ = R-SO3 M + H+ 阴离子交换树脂 R-N(CH3)OH + R-N(CH3)X + OH+ 4. 电渗析法和反渗透法 反渗透是一种利用高分子膜进行物质分离的过程，可以从水中除去90%以上的溶解盐类及99%以上的胶体、微生物、有机物等 本章小结 非电解质稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点下降以及渗透压等与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。 酸碱质子理论认为凡能给出质子的物质都是酸；凡能结合质子的物质都是碱。并提出了共轭酸碱的概念： 共轭酸 = 共轭碱+ H+ ，K a ?K b = K w 稀释定律： 一元酸碱溶液pH的近似计算： 或 多元弱酸(碱)的解离是分级进行的，每一级解离都有一个解离常数。一般情况下Ka1Ka2Ka3，以一级解离为主。因此以处理一元酸碱溶液的方法来计算其pH值。 同离子效应 在弱酸的溶液中加入该酸的共轭碱，或在弱碱的溶液中加入该碱的共轭酸，使得弱酸或弱碱的解离度大大下降的现象，称为同离子效应。 缓冲溶液 弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸所组成的溶液对外加的酸和碱具有缓冲能力。当溶液的pH值在pKa附近时，具有最强的缓冲能力。 续 配离子解离平衡 配离子是由中心离子或中心原子和若干个中性分子或它种离子所组成的复杂离子，在水溶液中存在解离平衡。稳定常数和不稳定常数之间存在互为倒数的关系。改变溶液的酸度,会引起配离子解离平衡的移动。一种配离子可以转化为更稳定的配离子。 多相离子平衡 难溶电解质在水溶液中，存在固体和溶液中离子之间的的多相离子平衡。当溶液中浓度商大于溶度积常数时生成难溶盐，反之难溶盐溶解。因加入含有共同离子的强电解质，而使难溶电解质溶解度降低的现象也叫同离子效应。一种难溶的电解质可以转化为更难溶的电解质。利用酸碱反应，配位反应，氧化还原反应可以使沉淀溶解。 胶体粒子由胶粒和带相反电荷的离子组成，胶体属于热力学不稳定的高分散系统，加入大量与胶粒带相反电荷的离子或加热、离心等均可使胶体聚沉。 表面活性剂分子中同时存在亲水基团和亲油基团，它能起到降低表面张力的作用。由于加入表面活性物质而形成稳定的乳状液的作用叫做乳化作用。 膜是一种重要的功能性材料，可用于分离、生物模拟、能量转化等目的。 水是宝贵的自然资源。威胁水资源的主要是人为污染。重金属、碳氢化物污染和水的富营养化是全球性的问题。 * 4. 沉淀的转化 一种沉淀向另一种更难溶的沉淀转化的过程称为沉淀的转化，如： PbCl2 + 2Iˉ = PbI2↓+ 2Clˉ  白 黄 Ks(PbCl2) = 1.6×10-5 Ks(PbI2) = 1.39×10-8 沉淀转化应用： 锅炉中的锅垢的主要成分为C