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第三章　水化学与水污染 第三章　水化学与水污染 3.1 溶液的通性 　　　由溶质和溶剂组成。凡两种以上的物质混和形成的均匀稳定的分散系统，叫做溶液。 气体溶液、固体溶液、液体溶液 非电解质稀溶液的通性 稀溶液的依数性(或稀溶液定律、依数性定律) 　难挥发的非电解质稀溶液的性质主要取决于所含溶质粒子的数目，而与溶质本身的性质无关。 电解质溶液的通性 电解质溶液或者浓度较大的溶液也具有溶液蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和渗透压等性质，但数值都比同浓度的非电解质稀溶液的相应数值要大，依数性不同。 教学大纲 §3.2水溶液中的单相离子平衡 理解质子酸碱的概念及其共轭关系。 掌握水、一元弱酸和一元弱碱的平衡计算以及溶液pH值计算。 了解多元弱酸(H2S)的解离及其溶液pH值计算。 掌握同离子效应和缓冲溶液的组成、pH值计算、缓冲对的选择，了解其应用。 酸和碱在水溶液中的解离平衡 配离子在水溶液中的解离平衡 酸和碱在水溶液中的解离平衡 3.2.1 酸碱的概念 酸碱电离理论 酸碱质子理论 酸碱电子理论 酸碱电离理论 酸碱电离理论( Arrhenius 阿仑尼乌斯, 1887年) 　　 酸碱质子理论 酸碱质子理论(丹麦Br?nsred和英国Lowry, 1923) 酸碱质子理论：共轭酸碱对 例 NH3　的共轭酸是　　　 ，共轭碱是　　　 。　　 酸碱质子理论 ① 酸和碱可以是分子，也可以是正离子或负离子 酸碱质子理论 酸碱电子理论 酸碱电子理论（ Lewis，1923年） 　酸：凡可以接受电子对的物质（分子、原子团、离子）称为酸，如Fe3+ , Fe, Ag+, BF3等。 　碱：凡可以给出电子对的物质称为碱。 　　　如 :X－, :NH3, :CO, H2O: 等。 酸碱电子理论：酸碱反应的实质 酸碱反应的实质 　　　酸碱反应的实质是形成配位键的反应，碱提供电子对，酸以空轨道接受电子对形成配位键。 酸碱电子理论：优缺点 Lewis的酸碱电子理论的优缺点： 优点：一切化学反应都可概括为酸碱反应 缺点：太笼统，不易掌握酸碱的特性无法判断 　　　酸碱性的强弱 3.2.2酸和碱在水溶液中的解离平衡及pH的计算 1. 水的离子积 2. 一元弱酸(弱碱)的解离平衡 3. 多元弱酸(弱碱)的解离平衡 水的离子积 水的离子积 水的离子积 水的离子积 水的离子积 一元弱酸、弱碱的解离平衡 解离度 α 一元弱酸、弱碱的解离平衡 例 ：计算25℃时，0.100mol·L-1 HAc溶液中的H＋、Ac－、HAc，OH－的浓度、pH及HAc的解离度α。 一元弱酸、弱碱的解离平衡 [H+ ] = [Ac-]= x = 1.33×10－3 (mol·dm-3) [HAc]=0.100-x ? 0.100 (mol·dm-3) 一元弱酸、弱碱的解离平衡 一元弱酸、弱碱的解离平衡 α与Kaθ 的关系 α与Kaθ的关系 一元弱酸、弱碱的解离平衡 例. 计算下列各浓度的HAc溶液的[H]+ 和电离度 （1）0.1 mol dm-3 (2) 1.0 ? 10-5 mol dm-3 一元弱酸、弱碱的解离平衡 c0/Kaθ 400，故不能近似计算。 一元弱酸、弱碱的解离平衡 对任意 一元弱酸的解离平衡 　　　　HA(aq) H+ (aq) + A－ (aq) 弱酸Kaθ 与共轭碱Kbθ的关系 酸的相对强度和碱的相对强度 酸和碱的强度是指酸给出质子的能力和碱接受质子的能力的强弱。 多元弱酸、弱碱的解离平衡 以二元弱酸H2S的电离平衡为例： 　　　　H2S 　　 　H+ + HS－ 多元弱酸、弱碱的解离平衡 多元弱酸的解离是分步进行的，一般 　　　 K1θ K2θ K3θ …... 　溶液中的 H+主要来自于弱酸的第一步解离，计算 c(H+)或 pH 时可只考虑第一步解离。 多元弱酸与多元弱碱解离平衡的关系 多元弱酸、弱碱的解离平衡 例1. 计算0.1 mol dm-3的H2S水溶液(饱和水溶液0.1mol·L?1)的[H+] 、[HS-]、[S2-] 。 多元弱酸、弱碱的解离平衡 二级平衡: 　 HS- H+ + S2- 平衡浓度: 9.5 ?10-5 9.5 ?10-5 y 多元弱酸、弱碱的解离平衡 例2. 在0.3 mol·dm-3的盐酸溶液中通入H2S气体至饱和，求溶液中的[HS-]和[S2-] 多元弱酸、弱碱的解离平衡 二级平衡: