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4a第四章 离子水化作用

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水分析化学第4章

水分析化学第4章

H2Y2-
酸性EDTA溶液中存在7种形体成分：
H6Y2+ 、H5Y+ 、H4Y 、H3Y- 、H2Y2- 、HY3- 、Y420
不同pH下EDTA 各种型体分布图
1.0 0.8
H6Y 2+ H5Y + H3Y H2Y 2HY 3Y 4-
ý µ Ê ¼ Ï Ö ² ²
分 0.6 布 分 0.4 数 0.2
22
Ca-EDTA螯合物的立体构型
O C H 2C N H 2C C O O O
配位原子与中心离子形成笼状化 合物，由5个五元环组成，将金 属离子包夹在中间，形成螯合物
H2 O C
Ca
CH 2
N O
C O
CH2
C CH2
O
23
（2）EDTA络合物的特点

广泛，EDTA与1~4价金属离子都能形成络合比为1：1络
3
第4章 教学难点



EDTA的酸性特性以及在络合过程中有效络 合形态； 络合物的稳定常数、条件稳定常数以及副反 应系数和相互关系；酸效应曲线及其应用。 滴定突跃的计算； 金属指示剂的封闭现象和僵化现象； 混合离子的选择滴定。
4
什么是络合物？

金属离子与配位体通过配位共价键形成的化 合物——或称为配位化合物
0.0 0
H4 Y
2
4
6
8
10
12
14 pH
21
溶解度
型体 H4Y Na2H2Y 溶解度 （22 º C） 0.2 g / L 111 g / L, 0.3 mol /L

EDTA二钠盐（EDTA-Na2H2Y· 2H2O）： 在水中溶解度大，11.1g/100mL，相当于 0.3mol/L, pH约为4.4，以H2Y2-形式存在。分析 中一般配成0.01～0.02mol/L的溶液。

第四章 工程地质 水的地质作用

第四章 工程地质 水的地质作用


∆


Ca2++2HCO3- ↔ Ca2+ CO3 ↓ +H2O+CO2↑
可逆
永久硬度：总硬度与暂时硬度之差。 根据暂时硬度可以判定水溶解水泥混凝土中 CaCO3成分的溶出侵蚀性。

（4）其它侵蚀性

硫酸型侵蚀（结晶性侵蚀） 水中SO4 2 -含量较多时，与混凝土中某些成分 作用生成含水的硫酸盐结晶，体积增大。 如：CaSO4 2H2 O体积增大4.3倍。 碳酸型侵蚀 水中侵蚀性CO2 对混凝土碳酸钙成分的溶解， 即溶出侵蚀性。 Ca CO3 +H2O+CO2 ↔ Ca(HCO3)2 ↔ Ca2++2HCO3-
第五章 岩石的工程地质性质指标
§5-1 岩石的工程性质指标 §5-2 影响岩石工程性质的因素

§5-1 岩石的工程性质指标
一、岩石的物理性质 1、重度（密度） 2、相对密度 3、孔隙率 二、岩石水理性质 1、吸水性 2、饱水性 3、透水性 4、溶解性 5、软化性 6、抗冻性
一、风化作用 1.物理风化（机械风化）作用 地表的岩石由于温度变化在原地产生的机 械破碎，而不改变其化学成分、不形成新矿物 的作用。 2.化学风化作用 地表岩石与水溶液和气体等在原地发生化 学反应逐渐使岩石破坏，不仅改变其物理状态 ，同时也改变其化学成分，并可形成新矿物的 作用。 溶解作用（水溶解）、水化作用（矿物吸 收水形成含水新矿物）、水解作用（矿物溶于 水出现离解现象）、碳酸化作用（碳酸根离子 与阳离子化合成易溶的碳酸盐）和氧化作用。
第四章 水的地质作用及第四纪沉积物
§4-1 §4-2 §4-3 §4-4 §4-5 风化作用及残积土 暂时性水流的地质作用及其沉积土 河流的地质作用及冲积土 湖泊和海洋沉积物 地下水的地质作用

Chapter4溶液化学与离子平衡

Chapter4溶液化学与离子平衡

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2019/8/20
4.4 稀溶液中的两个经验定律
拉乌尔定律（Raoult’s Law）
1887年，法国化学家Raoult从实验中归纳出一个经验
定律：在定温下，在稀溶液中，溶剂的蒸气压等于纯
溶剂蒸气压
p
* A
乘以溶液中溶剂的物质的量分数 x
A
，用
公式表示为：
pA pAo xA ★p108
如图所示，在半透膜左边放溶剂， 右边放溶液。只有溶剂能透过半透 膜。由于纯溶剂一侧的溶剂浓度大 于溶液一侧中的溶剂浓度，所以溶 剂有自左向右渗透的倾向。
为了阻止溶剂渗透，在右边施加额外压力，使单位时 间内溶剂分子从半透膜两侧通过的数目相等，即达到 渗透平衡。这样，溶液液面上所增加的压力就是这个 溶液的渗透压力。 渗透压是为维持被半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间 的渗透平衡而需要的额外施加的压力。
混合物（mixture） 多组分均匀体系中，溶剂和溶质不加区分，各
组分均可选用相同的标准态，使用相同的经验定律， 这种体系称为混合物，也可分为气态混合物、液态 混合物和固态混合物。
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2019/8/20
4.2 溶液组成的表示法
在液态的非电解质溶液中，溶质B的浓度表 示法主要有如下四种：
• 水的沸点：100℃
Ice , H2O
4.70 4.184 2.42 2.01
• 密度反常：4℃为最大
Water vapor, H2O
2.0
• 良好的溶剂
Aluminum, Al
0.90
Iron, Fe
0.451
Silver, Ag
0.24

Chapter 04 溶液化学与离子平衡

Chapter 04 溶液化学与离子平衡
1.分子间力与液体性质
液体性质及溶液组成
物质的聚集状态与分子间作用力和分子运动状态：分子间
作用力大，分子运动弱，物质呈固态；分子间作用力中和分子
运动中等，物质呈液态；分子间作用力小，分子运动剧烈，物 质呈气态。 分子间作用力与液体的表面张力：液体表面分子的能量高
于液体内部分子的能量，使液体尽可能保持最小表面积。要增
equals the vapor pressure of the pure solvent times the mole fraction of solute in the solution. 稀溶液的蒸汽压：p = pA·A x
③溶液的蒸气压下降 蒸汽压下降：同一温度下，纯溶剂蒸汽压与溶液蒸汽压之 差。稀溶液的蒸汽压下降与溶质的摩尔分数成正比： Δp = pA - p = pA - pA· B) = pA· B (1-x x
溶质B 的质量与溶液总质量之比称为溶质B 的质量分数， 单位为1。
4.2 稀溶液的通性
难挥发性溶质B 与溶剂A 形成溶液时，具
有蒸汽压下降、沸点上升、凝固点下降和渗透
压等通性。
溶质 + 溶剂
依数定律(稀溶液定律)：实验结果表明，稀溶液的蒸汽压 下降、沸点上升、凝固点下降和溶液渗透压与溶液中溶质浓度
p
p
p+Π
p
溶液 半透膜
纯水
溶液
纯水 半透膜
为了阻止溶剂渗透，在左边施加额外压力，使单位时间内 溶剂分子从半透膜两侧通过的数目相等，即达到渗透平衡。这
样，溶液液面上所增加的压力就是这个溶液的渗透压力。渗透
压是为维持被半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡需 要的额外压力。 ③渗透压的依数性 稀溶液渗透压与溶质体积摩尔浓度 成正比。 Van’t Hoff Law：Π = cBRT

无机及分析化学 第四章

无机及分析化学 第四章

4-1 酸碱理论(theory of acids and
近代酸碱理论(配碱电离理论)：在水中能解离出 的正离子全是H+的化合物为酸；解离出的负离子全是 OH-的化合物为碱。 酸碱质子论(proton theory of acids and bases) 酸碱电子论(electronic theory of acids and bases) 硬软酸碱规则(rule of hard and soft acids and bases)
Ka c
Kb c c
Kb c
练习：P96 8
*4、水解常数 Khθ hydrolytic constant
盐的水解：
盐在水溶液中，与水作用使水的解离平衡发生移 动，从而可能改变溶液的酸度,这种作用叫作盐的水解。 按照阿累尼乌斯酸碱理论，NaAc为盐，它在水溶 液中的解离反应称为盐的水解反应，按照酸碱质子论， Ac-是碱，则其解离常数Kbθ 即为水解常数Khθ
见例4 - 6、4 - 7
4-2-4 同离子效应和盐效应
解离平衡也是一种化学平衡，当外界条件改变时，平衡就会发生移 动。离子浓度的变化是影响解离平衡的重要因素。
1、同离子效应(common ion effect) α变小
在弱电解质溶液中加入含有相同离子的强电解质，使弱电解质解离度 降低的效应。P81 例4-8
b
MOH c OH ， 若弱碱起始浓度为 c， 平衡时 M OH ， 代入上式

2 2 b
MOH
K OH K

b


b


b

b
2

b


4第四章 风化作用

4第四章 风化作用

• 二、岩石所处的环境条件
• （一）气候 • 不同气候地带的水分与温度的条件不同特点如下： • （1）极地气候区。由于温度低，所以因水的冻结融 化而产生的物理风化作用强烈学风化微弱，风化产物 中粘土很少。 • （2）沙漠干旱气候区。物理风化为主，以温度变化 的作用占优势。 • （3）温带湿润气候区。温和多雨，植物生长茂盛， 所以化学风化和生物风化占重要地位，水的冻结与温 度变化作用都较次要。 • （4）热带湿润气候区。温度较高，雨量丰富，化学 风化和生物风化特别强烈而迅速。
第四节
• 一、风化壳的概念
风化壳
• 岩石经过风化以后，部分物质随水溶解流失，部分 物质变得疏松，残留于地表，叫做残积物。残积物
可以经搬运成为其他类型的堆积物。从整个岩石圈
来看，上层部分都是风化的残余物（包括就地堆积
的与经过搬运的），它们构成一层薄薄的外壳叫做
风化壳。
• 对于风化壳的上下部分，其岩石经受风 化的程度是不同的，愈近地表，风化程 度众深。一般的残积风化壳自地表向下 进行分层。 • 第一层：风化强烈，多细小的矿物质， 腐殖质多。 • 第二层：矿物质分解较差，腐殖质较少。 • 第三层：半风化岩石层，岩石的外貌尚 可辨别，但已开始风化。 • 第四层：未经作用的新鲜岩石。
胶结的砂岩，风化快，能生成较厚的风化层次，
松散面无大块。由硅质或铁质胶结的岩石，则风 化难，风化层薄，常有大岩块夹杂。
• （5）石灰岩。其主要成分是碳酸钙，在湿润气候条
件下，风化作用以溶解为主。风化产物多是质地粘细，
含钙质丰富，酸性较弱。地面的残积物层与下面基岩
之间，没有过渡的半风化层，界线十分清楚，经常是 基岩裸露，土层浅薄，植被不易生长。 • 石灰岩的风化难易与岩石的成分及构造有很大关系， 例如硅质石灰岩风化难，泥质石灰岩风化较易；厚层 石灰岩风化难，而薄层石灰岩经构造破碎的，则风化 较快。

人教版化学必修二第四章学习笔记

人教版化学必修二第四章学习笔记
本文档旨在总结人教版化学必修二第四章的主要内容和研究要点。

1. 离子反应的基本概念
1.1 离子和离子式
离子是由带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子组成的。

离子式用来表示化合物中离子的组成，阳离子放在前面，阴离子放在后面。

1.2 离子反应的特点
离子反应是指在溶液中，离子间发生互相结合或分解的化学反应。

离子反应具有快速、可逆性和溶液状态的特点。

2. 酸碱反应
2.1 酸碱定义
根据不同的酸碱定义，有三种酸碱定义：氢离子定义、氢氧根离子定义和路易斯酸碱定义。

2.2 酸碱指示剂
酸碱指示剂是用来检测溶液酸碱性质的物质。

常用的酸碱指示剂有酚酞、甲基橙等。

3. 氧化还原反应
3.1 氧化还原反应的概念
氧化还原反应是指发生电子的转移的化学反应。

其中，电子的失去称为氧化，电子的获得称为还原。

3.2 氧化剂和还原剂
氧化剂是指接受其他物质的电子而自身发生还原的物质，还原剂则是指给予其他物质电子而自身发生氧化的物质。

以上是人教版化学必修二第四章的主要内容，希望对你的研究有所帮助。

参考文献
- 人教版化学必修二。

第四章离子聚合和配位聚合


阳离子聚合
3. 其他引发剂 其它阳离子引发剂有碘、高氯酸盐、六氯化铅盐
等。如碘分子歧化成离子对，再引发聚合：
I2 I2
I+(I3)-
形成的碘阳离子可引发活性较大的单体，如对甲 氧基苯乙烯、烷基乙烯基醚等。
15
阳离子聚合
阳离子聚合也能通过高能辐射引发，形成自由
基阳离子，自由基进一步偶合，形成双阳离子活
3
离子型聚合
离子聚合的发展导致了活性聚合的诞生。这是 高分子发展史上的重大转折点。它使高分子合成 由必然王国向自由王国迈出了关键的一步。通过 阴离子活性聚合，可实现高分子的分子设计，制 备预定结构和分子量的聚合物。
阴离子活性聚合在制备嵌段共聚物、接枝共聚 物、星状聚合物等方面有十分重要的作用。
目前，活性聚合领域已扩展到阳离子聚合、自 由基聚合和基团转移聚合。
20
阳离子聚合
（1）动力学链不终止 （i）自发终止（向反离子转移终止）
增长离子对重排导致活性链终止成聚合物，再 生出引发剂－共引发剂络合物，继续引发单体， 动力学链不终止。
CH3
CH3
H [ CH2 C ]n CH2 C (BF3OH)
CH3
CH3
CH3
CH3
H [ CH2 C ]n CH2 C CH2 + H
H+(CR)-
H+(CR)- + M ki
H+ + (CR)HM+(CR)-
引发剂首先与质子给体（RH）反应，形成络合离子对，小
部分离解成质子和自由离子，两者之间建立平衡。然后引发
单体聚合。阳离子引发活化能为Ei =8.4~21kJ/mol（自由基聚
合的Ei = 105～150kJ/mol），引发极快，瞬间完成。

第四章 水盐体系相图

成 分 KCl 36.5 MgCl2 50.2 NaCl 13.3 H2O 65.0 总干盐 100
计算结果g/100g S
第一节 图形表示法
四、干基三角形和干基正方形
2．干基正方形（交互四元体系） AY(Na SO ) D (1)各盐分子式必须按等摩尔的反应 式书写。 (2)反应式同一边的两种盐必须放在 正方形的对角线上。对角线上 [A ]Na 的两个盐称为盐对。 从离子角度看干基正方形，可 发现正方形的四条边实质上代 表了交互四元体系中正负离子 A 20 的含量多少，可分别用横坐标、 AX(Na Cl ) 纵坐标表示。干基正方形是用 来标绘交互四元体系的，系统 点的标绘必须采用耶涅克指数。
A A＇
E3 W
C＇
E1
B＇
E2 E C
E3E——表示A、C盐的两盐共饱曲线；
F=C-P=4-3=1
B
第一节 图形表示法
六、等温立体图的解剖 1．简单四元体系立体图的解剖图 3）空间点——三固相共饱溶液 由三条空间曲线交汇而得的 空间点，表示对三个固相共 饱的溶液，简单四元体系中 有一个。 E点——表示A、B、C盐的三盐共饱 点。 F=C-P=4-4=0
W
A＇
E3
C＇
E1
B＇
E2 E
A
C
B
第一节 图形表示法
六、等温立体图的解剖 1．简单四元体系立体图的解剖图 4）空间体： （1）饱和溶液面上方空间——未饱和溶液 这个区正处在含水多、含盐少的区域，包括W点在内，此空间区表示不饱 和溶液。 WA＇E1B＇E2C＇E3E——表示不饱和溶液。 W F=C-P=4-1=3
B＇E1EE2——表示B盐的溶解度曲面； C＇E2EE3——表示C盐的溶解度曲面。 F=C-P=4-2=2
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第五章 离子水化作用
海水中离子与水相互作用
概述
离子水化以研究水溶液中离子与水相互作用为主要任 务。 经典的溶液理论假设溶质微粒类似气体分子，在溶液 中运动，溶剂看作不变的连续介质，它的主要作用是 供给溶质微粒的运动空间。 海水中的离子水化产生两种影响：①溶剂对溶质：增 加了离子体积，②溶质对溶剂：离子能破坏临近水层 的固有四面体结构，使水的偶极子作定向运动。
( zi e) U' 2Dri
2
Dr 2
若把1mol气体离子从真空中挪到溶剂中，这一过程的电功△Gi 为： ( z i e) 2 ( z i e) 2 Gi N (U 'U ) N 2 Dr 2 r i i N ( z i e) 2 1 (1 ) 2ri D
Ba2+ 26 28 38 7.7 15.0
Cl- =K+=6的水化数
Cl- =5的水化数 Cl- =0的水化数 热化学方法（活度系数法） Cl- =0的水化数 I- =0的水化数
5 6 11
第二节 离子水化的热力学模型
离子在海水中的状态和结构，可用下述两个过程描述： 离子与水相互作用 Ｍ＋（理想气体） Ｍ＋（无限稀溶液） 离子与离子相互作用 Ｍ＋（无限稀溶液） Ｍ＋（海水）
离子水化的热力学模型：计算水化过程的水化自由能，水 化焓和水化熵
假设：离子是一个具有半径ri、电荷为ｚ ie的刚性圆球，溶剂是一个连续不断的 介质，具有介电常数Ｄ
一 离子-溶剂相互作用的连续电解质模型
假设：离子是一个具有半径ri、电荷为ｚie的刚性圆球， 溶剂是一个连续不断的介质，具有介电常数Ｄ 电荷在真空中的电场强度： ze X i2 r 在dV小体积内产生这个电场所需的电功dU是：
IA和IIA族金属离子的水化数
三种离子的配位数随浓度的变化
Mg2+ Ca2+ Sr2+
[MCl2]=0.5 [MCl2]=0.25
24.1
23.0
22.7
27.6
26.6
26.3
不同的参比假设对水化数计算的影响
Cs+
迁移数法：
Mg2+ 34 36 46 13.7 19.0
Ca2+ Sr2+ 27 29 39 12.0 17.0 27 29 39 10.7 15.5
水化焓和水化熵的计算
按热力学公式
dG=VdP-SdT
N ( zi e) 2 D Si 2 2ri D T P
得到：
Gi H i Gi T T P
N ( zi e) 2 H i 2ri 1 T D 1 2 D D T P
1 1
由表可见
离子的水化数主要由离子的本性所决定，特别是其大 小，所带电荷和在周期表中的位置密切相关。 不同方法测得的水化数不尽相同，有的甚至相差很大。 计算的配位数随盐浓度而变化。因此将文献数据应用 到海水条件下，要进行校正。方法有：内差；作图外 推到海水条件。 一些测定离子水化数的方法，例如迁移法、活度系数 法等的热力学方法，扩散法等，计算得到的离子水化 数与选择的参比离子及其水化数密切相关。
表 不同方法测定的离子水化数
离子 迁移数法 淌度法 电导法 扩散法 压缩系数法 熵法
Li+ Na+
K+ Rb+ Cs+
22 13-14 13
7-9 7 4-6
3.5-7 7-12 2-4
5-10 5-7
2-3 2.5-3.5
5 3
1
2.7 3.9
3.2 3.0 2.5
5 4
3 3
4.8 4 5.5
X2 dU dV 8
真空容器内的电能为：
1 U 8


ri
2 zi e 2 ( z e ) ( 2 ) 4r 2 dr i r 2ri
离子由真空转移到溶剂所做的功
介电常数D为： D=真空中的电场强度/介质中的电场强度 在介电常数为D的介质中，电场强度为： zi e
X '
这时的电能为：
第一节 离子水化数
原水化（化学水化）：第一层水分子，由于离子和水 偶极子的强大电场作用，两者结合牢固并强烈定向， 因而失去平动自由度。在外加电场下，这一层水分子 和离子一起移动，水分子数目不受温度变化的影响， 这样的水化作用叫做原水化或称化学水化。 二级水化（物理水化）：第一层以外的水分子，受离 子的吸引作用较弱，水分子数目并不固定，将随温度 的变化而变化，同时，如果离子的配位数比4大，水的 四面体结构将受到破坏，这种由离子的电场作用和水 结构改变的作用对第一层以外的水分子的作用，叫二 级水化或物理水化。