课前复习：
上节课重点学习了氧化还原反应和原电池的关系，ΔG、K、E间的换算，原电池的组成和表示；电极电势的产生和半反应的写法，电对、电极电势的符号、意义，氧化态、还原态、得电子、失电子等概念，电极电势的计算和应用。
引言
教学目的
从化学的角度认识了物质世界，并多层次地了解这个宇宙和物质的各种运动规律；第一章从分子、原子的层次上着重介绍物质的化学组成和宏观上的物态分类，深刻认识物质的复杂性和多样性，在每一物态中有重点有选择地介绍化学常识；第二章从电子的层次上（微观角度）介绍物质的结构，进而，在对物质微观认识的基础上，学习了材料的形成原因，即原子如何结合为分子、分子如何结合成为材料尤其高分子材料、复合材料；第三章重点学习了化学热力学、动力学以及电化学。
本章则开始学习化学在水质分析深入应用而形成的一门新学科———水化学，它是给排水、环境工程等专业的主要专业基础课，水质净化有很多种方法，其中，化学方法是最早应用的方法，也是应用最广泛的方法之一，主要针对工业废水的处理。本章主要介绍是水处理方法于化学方面的原理，前三节内容不甚明显，却是水质分析与净化的重要化学理论依据，直到第四节内容才开始涉及水体保护。
水体对人类的重要性不仅表现在人的生理上、生活上和工农业生产上对它的依赖，更表现在水和水溶液中进行的各种各样的化学反应及其理论在各种工业技术技术上的应用。
★ §4.1 弱酸弱碱溶液及其应用水溶液中的酸碱反应对工程上的清洗、电解液的配制、腐蚀的控制，以及对环境和生命现象等方面都关系重大。强酸、强碱反应在中学化学中已介绍了很多，在此不再赘述。本节仅对酸碱概念的系统知识和弱酸、弱碱的反应作进一步讨论。
一、酸碱理论
教学提示
电离理论对酸碱性的定义：溶于水并能解离产生氢离子的含氯物质称为酸；溶于水并能解离产生氢氧根离子的物质称为碱。这个理论认为，酸碱中和反应的实质是H+和OH-中和生成H2O的反应。据此，HCl，HNO3，HAC，HF等都属于酸，而NaOH，KOH，Ca（OH）2等都属于碱。
但电离理论无法解释为什么NH3·H2O（氨水）也属于碱。虽有人曾经假设过氨溶于水生成所谓的“氢氧化铵”，但实验证明，“氢氧化铵”这种物质是不存在的。这种理论也无法解释NH3（g）为什么也属于碱，因为NH3（g）和HCl（g）能发生反应，生成与NH3在水溶液中和HCl反应得到的完全一样的产物NH4Cl，但NH3（g）并没有解离出OH-，HCl（g）也没有解离出H+，反应后也无H2O生成。
能解释上述两个事实的是酸碱质子理论。酸碱质子理论认为：能够提供质子的分子或离子都是酸，能够接受质子的分子或离子都是碱。简单地说，酸是质子的给予体，碱是质子的接受体。这个理论把酸碱电离理论扩展到不限于以水为溶剂的非水体系。例如上面所说的HCl和NH3，不仅在水溶液中，而且在以苯为溶剂的液相中或无溶剂的气相中，都是HCl给出质子，NH3接受质子而生成 NH4Cl。
酸碱质子理论还认为：酸，如分子酸HCl（g）或离子酸NH4＋，给出质子后成为碱，如离子碱 Cl-或分子碱 NH3（g）；碱，如 Cl -或 NH3，接受质子后即成酸，如HCl或NH4+。这种酸和碱的相互依存、相互转化关系被称为酸碱共轭关系，酸或碱与它共轭的碱或酸一起被称为共轭酸碱对。酸越强，与其共轭的碱则越弱，反之碱越强，与其共轭的酸越弱。
比酸碱质子理论更为扩大和发展的酸碱理论是路易斯（Lewis G N）提出的电子理论。它把凡是具有可供利用的孤对电子的任何物质都称为碱，例如NH3；并把能与这孤对电子进行结合的任何物质都称为酸，例如HCl。电子理论在解释某些物质酸碱性质时，可不受溶剂、离子等条件的限制。如 Na2S等也可使酸碱指示剂变色以及CO2等酸性氧化物和CaO等碱性氧化物间的成盐反应。
回忆中学的内容慢慢引出酸碱理论，力求让学员在不知不觉中接受新知识。
二、酸碱的解离常数
教学提示
强电解质在水溶液中完全解离。弱电解质在水溶液中只有很少一部分分子解离为离子，即在溶液中存在解离平衡，其平衡常数叫解离平衡常数。弱酸、弱碱的解离常数分别用Ka、Kb表示。
弱酸或弱碱的解离平衡常数可用热力学数据计算求得，某些物质在水溶液中的标准热力学数据列于书末附录表2中。
弱酸、弱碱的平衡常数也可用实验测定。一般化学手册中不常列出离子酸。离子碱的解离常数，但根据已知的分子酸的Koa（或分子碱的Kob），可以根据多重平衡规则算得其共轭离子碱的Kbo（或共轭离子酸的Koa）。
Kob＝ Kow／Koa
根据解离常数可定量地比较同元弱酸或弱碱的酸碱性强弱，解离常数大的弱酸或弱碱其酸性或碱性也较强。
大自然的水体中，多为多元弱电解质，尤其多元弱酸、弱碱的存在更普遍。其中二元弱酸H2CO3或二元共轭碱CO32 -那是必定存在的，有时还有H2S或S2-等。多元弱酸或弱碱在水溶液中是分级解离的。
从上所述，我们可以看到，H2O和HCO3—既可作为酸，又可作为碱。像这样的物质，在自然界还存在很多。多元弱酸或弱碱的解离以一级解离为主。
从热力学计算和化学平衡计算角度出发，并联系多重平衡原则，使学员深刻理解新知识、新内容。
三、同离子效应和缓冲溶液
教学提示
与所有的化学平衡一样，弱电解质在水溶液中的解离平衡也会随着温度、浓度条件的改变而发生移动。当弱酸、弱碱在溶液中达到解离平衡后，如果加入含有相同离子的电解质时，则原先的平衡就会遇到破坏，平衡将向着解离的相反方向，即结合成弱酸或弱碱的方向移动，这种现象称为同离子效应，它使弱电解质的解离度降低。例如在醋酸溶液中，存在解离平衡：HAC=H+＋Ac-。当向醋酸溶液中加入NaAc后，增加了Ac -，HAc的解离平衡向左移动。移动的结果是，重新建立起一个新的平衡。此时虽然H+和Ac-以及HAc分子的浓度发生了变化，但由于在同一温度下其平衡常数不会改变，所以新的平衡中C（H+）和C（Ac -）的乘积与C（HAc）的比值仍保持不变。
同离子效应有十件重要的实际意义.由于分子酸分子碱与其共轭的离子碱或离子酸之间存在着平衡及其移动关系，因此，分子酸分子碱与足够量的离子碱或离子酸之间组成的溶液的pH值能在一定范围内不因稀释或外加的少量酸碱而发生显著变化。这就是所谓的对酸碱的缓冲作用,具有这种作用的溶液称为缓冲溶液.
缓冲溶液PH的计算公式还告诉了我们配制缓冲溶液的方法：按照缓冲溶液PH值的要求，可选pkao值或pKbo值接近所需的pH值或pOH值的分子酸或分子碱及对应的共轭离子碱或离子酸组成缓冲溶液，并要求酸或碱的浓度都尽可能大些。
密切联系试验课程，在实践中加深知识的吸收，将理性认识和感性认识结合起来。
四、pH的测定
教学提示
测定含有弱酸或弱碱溶液的PH值不能用酸碱中和滴定的方法。因为中和滴定的方法只能测定酸或碱的总浓度，而不能测定解离出来的H”或OH-的浓度。
测定pH值最简单、最方便的方法是使用pH试纸。pH试纸是用滤纸浸渍某种混合指示剂制成的。市售的pH试纸有“广范pH试纸”和“精密pH试纸”两类。广范pH试纸可用来粗略检测溶液的pH值；精密pH试纸在pH值变化较小时就有颜色的变化，它可用来较精密地检测溶液的pH值。每类pH试纸，按测量范围和变色间隔，又可分为很多种，可视具体需要任意选用。
在具体测量时，可将一小块试纸放在点滴板上或用手捏住，再用沾有待测溶液的玻璃棒点湿试纸的中部，则试纸因被待测溶液润湿而变色。将其与标准比色卡比较，即得出pH值。一般待测液湿润试纸后半秒钟内就能与指示剂发生反应，故应及时观察试纸颜色，如果观察时间过迟，试纸可能因吸收空气中的CO2等而使颜色变化，造成测定误差。
比较精确地测定pH值的方法是使用pH计。目前一般pH计测到的pH值精度可达小数点后二位，即十分位是可靠的，百分位是估计的；精密的pH计测到的PH值精度达小数点后三位，即百分位是可靠的，千分位是估计的。
用pH计测定溶液的pH值时，必须首先使用已知pH值的标准缓冲溶液作为基准来定位。一般采用邻苯二甲酸氢钾、磷酸二氢钾和磷酸氢二钠、硼砂三种标准溶液来定位。
简单介绍即可
知识要点：酸碱理论；酸碱解离平衡常数和溶液pH值的有关计算；缓冲溶液pH值计算。
作业：P158练习题之1、2、4、5、8题课后总结：这节课主要学习了：电离理论、质子理论和电子理论对酸碱的定义，共轭酸碱对、质子受体、质子给体等概念，电子给体是碱，电子受体是酸；酸碱解离平衡常数和溶液pH值的有关计算，酸碱强弱的比较；平衡移动规律和同离子效应，缓冲溶液pH值计算，配制缓冲溶液的原则以及缓冲溶液的应用； pH值的测定方法。
课前复习：
上节课主要学习了：电离理论、质子理论和电子理论对酸碱的定义，共轭酸碱对、质子受体、质子给体等概念，电子给体是碱，电子受体是酸；酸碱解离平衡常数和溶液pH值的有关计算，酸碱强弱的比较；平衡移动规律和同离子效应，缓冲溶液pH值计算，配制缓冲溶液的原则以及缓冲溶液的应用； pH值的测定方法。
★ §4.2 沉淀与溶解反应及其应用酸、碱、盐都是电解质，按其溶解度大小可分为易溶和难溶两类。难溶电解贡在水溶液中以固体沉淀的形式存在。在化学清洗中常常要使沉淀溶解，而在化学沉淀法处理污水时又要把可溶性有害物质以沉淀形式除去。那么，沉淀的溶解和生成是否有定量规律可循？
一、溶度积
教学提示
难溶电解质AnBm（s）在水溶液中存在着结晶和溶解的平衡：
AnBm（s）＝nAm+＋mBn-
这种固体和溶液中离子之间的动态平衡叫做多相离子平衡。其平衡常数表达式为
Kso=[c(Am+)/co]n [c(Bn-)/Co]m
式中Ks称溶度积。它表示一定温度时在难溶电解质的饱和溶液中，其离子浓度（以该离子在平衡关系中的化学计量数为指数）的乘积为一常数。
Ks数值可由实验测定。难溶电解质的Ks也可由热力学数据计算得到.
若已知25℃时的标准摩尔吉布斯函数变数据，即可直接由ΔrGmο（298.15）计算Ks值。
从热力学数据和平衡时溶液中离子浓度计算溶度积。
二、溶度积和溶解度的关系
教学提示
前面介绍的溶度积概念与中学时介绍的溶解度（用s表示）概念之间的关系是怎样的呢？溶度积和溶解度都反映了物质的溶解能力，但溶度积仅仅是对难溶电解质而言。这两个概念是不同的，要注意它们的区别。另外，对易溶物质在水中的溶解度常用100克水中达到饱和时所含溶质的克数来表示，而对难溶电解质可用每升溶液中溶解的物质的量（摩尔）来表示。
对于同类型的难溶电解质，如AgCI和AgBr；CaSO4和CaCO3等，在相同温度下溶度积Ks值越大，溶解度s值也越大；Ks值越小，溶解度s值也越小。但对于不同类型的难溶电解质则必须通过具体计算才能比较其大小。
一般手册上查得的溶解度数据都是指纯水中的。在实际溶液中，计算某种难溶电解质的溶解度还必须考虑溶液中存在的离子与难溶电解质解离出的相同离子，或能与难溶电解质解离出来的离子相互作用的离子的影响，即必须考虑多相离子的平衡及其移动。平衡原理在多相离子平衡中的具体体现是溶度积规则。
深刻理解溶度积和溶解度的关系。掌握用溶度积来计算难溶电解质的溶解度大小的方法。
三、溶度积规则
教学提示
1.溶度积规则在一定条件下，某给定难溶电解质的沉淀是否能生成或溶解，要视溶液的实际情况来判断。这可从溶度积的概念出发。当溶液中某难溶电解质的离子浓度（以该离子的化学计量数为指数）的乘积大于其溶度积时，就会产生沉淀。此时，由于沉淀析出，离子的浓度减小，直到离子浓度的乘积等于其溶度积为止。如果溶液中的离子浓度乘积等于溶度积，则溶液是饱和的；若溶液中的离于浓度乘积小于其溶度积，就没有沉淀生成且溶液中原先有的沉淀也会溶解。
由此可知，根据溶度积可以判断沉淀的生成和溶解，这叫做溶度积规则。可简述如下：
Qc＜Ks时，溶液未饱和，沉淀溶解；
Qc=Ks时，溶液达饱和，沉淀既不溶解，也不析出；
Qc＞Ks时，溶液过饱和，会有沉淀析出。
2.分步沉淀和共同沉淀对于同一种金属阳离子（如Ag+），当有两种或两种以上能与其生成难溶电解质的阴离子（如Cl-，CrO42-存在时，两种或两种以上的难溶电解质沉淀都有可能产生，但阳离子浓度与阴离子浓度的乘秋先达到某种难溶电解质溶度积的先沉淀出来。例如在不断振荡的条件下，向含有Cl-,CrO42-的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液，Ag+首先和Cl-浓度的乘积达到Ks（AgCl）后，析出白色AgCl沉淀。由于沉淀析出，溶液中Cl-浓度减小。当继续滴加Ag+时，若Ag+和Cl -浓度的乘积小于Ks（AgCl）值，则AgCl不再沉淀。但当Ag+浓度的平方与CrO42-浓度的乘积达到Ks（Ag2CrO4）值时，砖红色的 Ag2CrO4又会沉淀出来，这种现象称为分步（分级）沉淀。如果在静止的条件下逐滴加入AgNO3溶液，由于Ag+局部过浓，可能白色的AgCl和砖红色的Ag2CrO4同时沉淀出来（砖红色可掩盖白色）。这种现象称为共同沉淀。如果两种难溶电解质（比如 AgCl和AgI）的溶解度差别很大，可用分步沉淀来进行分离。在一般分离过程中，当一种高于在溶液中的残留量小于10-5mol,L-1时，可以认为该离子已沉淀完全。若一种离子已沉淀完全，另一种离子还未开始沉淀，则称这两种离子可以完全分离。
在环境治理上，则以是否达到排放标准来衡量某种离子有否沉淀完全。
3.沉淀的转化在一种溶液中，如果有两种难溶电解质同时存在，那么这两种难溶电解质就有可能相互转化。一般来说，由难溶电解质转化成更难溶的电解质的过程是容易发生的；而相反的过程则要具体分析。例如
AgCl＋I-＝AgI＋Cl-
AgCl转化成AgI沉淀是可以的，而AgI要转化成AgCl沉淀在实际上是不可能的。因为欲使溶液中的Ag+浓度同时满足下面两个平衡：
Ag+＋Cl- = AgCl；Ag+＋I-＝AgI
Ag+的浓度必须为
也就是说Cl- 和I-比值应为2.08×106。即才能使AgI沉淀转化为AgCl沉淀，但欲使是不可能的。
联系实例使学员理解溶度积规则的含义，并相关计算。
四、沉淀与溶解反应应用举例
教学提示
锅炉或蒸气管内钢垢的存在，不仅阻碍传热、浪费燃料，而且还有可能引起爆裂，造成事故。锅垢的主要组分CaSO4沉淀不溶于酸，难以除去，但可以用Na2CO3溶液处理，使其转化成更难溶的CaCO3沉淀,由于CaCO。沉淀易溶于稀酸，所以可用“酸洗”除去。
用盐酸清洗锅炉内或其他器械上的附着物（难溶电解质），就是利用H+和难溶物解离出来的CO32-或OH-等生成H2CO3（进一步分解成CO2和H2O）或H2O等弱酸弱碱，使溶液中C（CO32-）或C（OH－）与金属离于浓度的乘积小于该难溶物的溶度积而使其溶解的。
对于某些要求较高的锅炉给水，往往在给水进入高炉前用Na2CO3处理后；再用 Na2PO4补充处理。因为 Ca3（PO4）2的Ks值为 2.0710-33，其溶解度为1.9210-7molL-1，比CaCO3更难溶，更易生成Ca3（PO4）2沉淀而除去。
环境保护中常用可溶性氢氧化物或其他沉淀剂来去除工业废水中的 Cr3+，Zn2+，Pb2+，Cd2+等有害物质。因为OH-等沉淀剂的有关离子和各有害的金属离子浓度乘积大于其溶度积，进而能生成难溶的金属氢氧化物或其他难溶沉淀物。
因为实际废水中含有其他金属离子，溶有CO2等酸性气体，这不仅影响离子之间的相互作用，而且也能产生其他金属氢氧化物而消耗氢氧化钠，因此实际的pH值还会高一些。
通过水处理中的事例让来理解沉淀与溶解反应的应用。
以上为第十二讲。
知识要点：溶度积的概念与计算；用溶度积来计算难溶电解质的溶解度大小。
作业：P164练习题之2、3、5题课后总结：这节课主要学习了：难溶电解质、溶度积的概念，从热力学数据和平衡时溶液中离子浓度计算溶度积；难溶电解质的类型（AB或A2B，AB2），用溶度积来计算难溶电解质的溶解度大小的方法；溶度积规则的含义及相关计算，溶度积规则在锅炉清洗、沉淀法处理废水等方面的应用。
★ §4.3 配位反应及其应用课前复习：
上节课主要学习了：难溶电解质、溶度积的概念，从热力学数据和平衡时溶液中离子浓度计算溶度积；难溶电解质的类型（AB或A2B，AB2），用溶度积来计算难溶电解质的溶解度大小的方法；溶度积规则的含义及相关计算，溶度积规则在锅炉清洗、沉淀法处理废水等方面的应用。
一、配位化合物的解离反应
教学提示
可溶性配位化合物在溶液中可以发生解离，在解离时，外界和内界间全部解离成内界离子和外界离子，这与强电解质类似；而内界配离子中的中心体和配位体间，则与弱电解质相似，在溶液中或多或少地解离出中心体和配位体，并存在解离配位平衡，例如：
［Ag（NH3）2］+ = Ag+ + 2NH3
其解离常数为：
［Ag（NH3）2］+在溶液中的解离与多元弱电解质的解离一样，也是分级进行的。其有一级解离与二级离解，总的离解为：
[Ag（NH3）2]+ Ag++2NH3
Kdo=Kd1o·Kd2o
对相同配位体数目的配离子来说，Kd越大，配离子越易解离，即配离子越不稳定，所以Kd也叫做不稳定常数，可写成K不稳。
解离反应的逆反应为配位反应，配离子在溶液中的稳定性可以用稳定常类K稳表示。例如：
Ag++2NH3 ［Ag（NH3）2］+
显然，K稳和K不稳成倒数关系：
对相同配位体数目的配离子，K稳越大，配离子越稳定。配离子的稳定常数表示配离子在溶液中的相对稳定性，它与配位化合物的结构有一定关系。
利用稳定常数K稳或不稳定常数K不稳可以计算溶液中配位反应和解离反应达到平衡时的中心离子浓度、配位体浓度及中心离子的配位程度。
回顾绪论中配位化合物的概念，来进一步学习配位化合物额理解反应。
二、配位平衡的转化
教学提示
一种配离子在溶液中不仅存在其自身组成的中心体和配位体间的配位—解离平衡，而且还可由于其他中心体或配位体的存在而发生配离子间的转化和两种配离子间的平衡。对于两个中心体和配位体数目均相同的配离子，通常可根据配离子的K稳或K不稳来判断反应进行的方向：配离子间的转化将向着生成更难解离的配离子的方向移动，即生成K稳大的或K不稳小的配离子方向移动。
对于一方面能生成配离子而使难溶电解质溶解，而另一方面又能生成难溶电解质而使配离子解离的反应系统，其沉淀—溶解平衡移动及转化则需视难溶电解质的溶度积及配离子的K稳作具体分析。例如，AgCl溶于氨水的反应：
AgCl＋2NH3 ［Ag（NH3）2］+＋Cl -
其平衡常数K值可推算如下：
K=Ks(AgCl)·K稳([Ag(NH3)2]+
对于一般的难溶电解质在配合剂中的溶解量都可通过类似AgCl溶于氨水的反应先推算出该反应的平衡常数K=Ks·K稳，再根据该反应的平衡常数表达式来计算出难溶电解质的溶解量。
联系实例理解根据K不稳，K稳来判断配合物间转化关系。
三、配位反应的应用实例
教学提示
1.利用配离子的特殊颜色来鉴别物质例如，[Cu（H2O）4]2+显浅蓝色。将无色的无水硫酸铜晶体投入“无水酒精”，如果硫酸铜晶体变成浅蓝色，说明酒精中还有水。对可溶性配位化合物进行光谱分析，每种配合物都有自己特征的谱线。
2.用于溶解难溶电解质在照相技术中，可用硫代硫酸钠作定影剂洗去溴胶版上末曝光的漠化银，这是因为AgBr能溶于配合剂Na2S2O3溶液，并形成「Ag（S2O3）2」3- 配离子。
3.改变和控制离子浓度的大小电镀液中，常加配合剂来控制被镀离子的浓度。例如采用 CuSO4溶液作电镀液时，由于Cu2+浓度过大，Cu沉淀过快，将使镀层粗糙、厚薄不匀，且底层金属附着力差。但若采用配合物K[Cu（CN）2]溶液就能有效地控制Cu2+浓度：
[Cu（CN）2]- Cu2+＋ 2CN -
这样Cu沉淀速率不会过快，又可利用的Cu2+总浓度并没有减少。同样，采用焦磷酸钾为配合剂的电镀液也可达到这个目的，而且无毒，这是近年来发展很快的无氰电镀液。
4.掩蔽有害物质利用配合物的稳定性，在分析测定溶液中某种离子时，常把干扰测定的其他离子用配合剂掩蔽起来。这在分析化学中会有更详细的描述。
在环境保护方面，配合物的形成对污染治理、保护人体健康等方面也有很多用处。例如，氰化物（如 NaCN）极毒，接触CN-的操作人员在工作结束后用FeSO4溶液来洗手就是利用下述反应：
6NaCN＋3FeSO4＝Fe［Fe（CN）6］＋3Na2SO4
使毒性极大的CN-变成毒性很小的配位化合物六氰合铁（Ⅱ）酸亚铁（俗名亚铁氰化亚铁）而沉淀除去。
通过配位反应的应用实例解释日常生活中一些常见的现象。
知识要点：配位化合物的分级解离；K不稳，K稳的意义及相互关系作业：P169练习题之1、2、4题课后总结：可溶性配位化合物在内界与外界间、中心体与配位体间解离的不同情况，配位化合物的分级解离,K不稳，K稳的意义及相互关系；根据K不稳，K稳来判断配合物间转化关系；配位化合物的应用。
§4.4 水质与水体保护这里主要介绍目前水资源危机和水污染状况，和能源、食品、人口一样被列为21世纪四大危机，作为常识介绍，树立环境保护的意识。
一、水资源概况
教学提示
地球上的水资源是极其丰富的。海洋、江河、湖泊、沼泽、冰雪等地表水几乎覆盖地球表面的四分之三，还有蕴藏量极大的地下水。地表水和地下水总称天然水，估计其总体积是1.41012m3，但其中97.3％是咸水。在这有限的2.7％的淡水中，77,2％以冰帽、冰川、冰雪的形式存在于极地和高地，22,4％为地下水和土壤水，其中2/3的地下水深藏在750m以下。仅有0.35％的淡水存在于湖泊、沼泽中，0.04％在大气中，0.01％在河流中。大约90％的淡水是不易被利用的。
人类的生活和生产用水，基本上都是淡水。人类的饮用水是淡水，每人每天约需SL水；水约占人体体重的2/3，是人体中含量最多的一种物质。水在其他生物体中也是含量最多的一种物质。生物体以水作为进行新陈代谢的介质，从环境中吸收养分，通过水将养分输送到机体的各个部分，经生化反应又通过水将代谢产物排出体外。水参与了机体内的生理生化反应，产生能量，维持生命活力；散发热量，调节体温。人类清洁自身，例如洗、漱等也用淡水。农业上浇灌作物，改良盐碱地等也用淡水。工业上的清洗器件、冷却、加热大多也用淡水，因为咸水会腐蚀器件。水资源除有上述使用功能外，还能作能源，用作水力发电，因此它又被称为二次能源。
人类年用水量已近4108m3，全球有60％的陆地面积淡水供应不足，近20亿人饮用水短缺。联合国早在1977年就向全世界发出警告：水源不久将成为继石油危机之后的另一个更为严重的全球性危机。近年来，全世界多种渠道的报导都在告诫我们人类将面临水源危机。
我国水资源丰富，占世界第五位，但按人均计算，则只有世界人均占有量的1/4。而且我国水资源的分布极为不均，自东南向西北减少。
水资源是宝贵的资源。我们要珍视它，合理地使用它。水资源是自然资源，有时也还会给人类的生活和生产造成一定危害，例如水灾。因此我们还必须科学地管理它，重视水利建设，加固堤坝，建造水库等都是有效的措施。
通过这次内容的学习激发学员树立环境保护人人有责、点滴做起的意识。
二、水体质量
教学提示
水体质量简称水质。不同的使用目的对水质有不同的要求。
例如，高压或超高压锅炉、高绝缘材料制造和电子工业部门等，都要使用纯水或超纯水，这种水不仅除去了强电解质，还除去了大部分硅酸和碳酸等弱电解质，而且水体中的气体、有机物、细菌等杂质都降到了最低限度。因为发电厂中的高压或超高压锅炉，要求产生的蒸气驱动汽轮机，水蒸气的温度、压力越高，能量利用率也越高，如果水质中杂有钙、镁、铜、铁等离子就会结垢、腐蚀引起加热管破裂、爆炸；或使叶片增加重量而腐蚀断裂，或使喷嘴堵塞发生事故。因为在电子工业器件中，稍有杂质就会严重影响其性能，如果水中含有杂质，清洗后将会残留表面，进一步处理时有进入器件材料内部的可能。
对一般的工业用水就没有这么高的要求。只要符合地面水环境质量标准即可，对农业用水要求更低。对生活饮用水（自来水厂）的要求有色度、浑浊度、异味、肉眼可见物等感官性状指标； PH值，总硬度（钙镁含量）、铁、锰、铜、锌、挥发酚类、阴离子合成洗涤剂等化学指标；氟化物、氮化物、砷、硒、汞、钢、铬（六价）、铅等毒理学指标；还有细菌总数、大肠杆菌等细菌学指标。
对于地面水的环境质量标准，在GB3838－88中按使用目的和保护目标将其分成五类水域：
Ⅰ类：主要用于源头水、国家自然保护区。
Ⅱ类：主要用于集中式生活用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等。
Ⅲ类：主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。
Ⅳ类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。
V类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
了解性内容，简单介绍即可。
三、水体污染
教学提示
天然水体的组成是很复杂的，除水以外，还有那些物质？还有①溶解物质，如钙、镁、钠、铁。锰等的可溶性盐，氧、氮、硫化氢、二氧化碳等溶解气体；③胶体、悬浮物，如硅、铝、铁的水合氧化物胶体，粘土、矿物胶体物质或颗粒物质，腐殖质等有机高分子化合物；③水生生物组成的水生生态系统，如藻类、多种浮游动物、细菌、微生物等。水体内各物质和能量以及水体、大气、土壤等环境间乃至整个自然界的物质和能量基本上保持平衡，在人类出现的几十万年中，人和自然一直保持和谐的关系。19世纪以前，虽然人类的生活活动也污染环境，但环境有着很强的自净作用。所谓自净，是污染物质或污染因素进入环境后，将引起一系列的物理变化、化学变化和生物变化，而使污染物质或污染因素被清除掉的作用。19世纪以后，大规模的工业生产、高科技研究给人类带来福利的同时，也产生了更严重的污染，超过了自然自净能力，给人类带来了祸害。
人类的生活、生产、科学研究等产生的废物排入水体，使水和水体物理、化学性质发生变化而降低了水体的使用价值，造成水体污染。水体污染的危害是严重的，众所周知的水俟病、骨痛病主要是由于金属汞（Hg）和银（Cd）污染造成的。近年来认为，砷（As）、铬（Cr）、铜（Cd）、镍（Ni）和铍（Be）的某些化合物是致癌的，因此世界各国都将其列为水体日常监测项目，并严格控制重金属含量，由此发展了重金属废水处理技术。据世界工业组织报道，全世界75％左右的疾病与水污染有关，常见的伤寒、霍乱、胃炎、痢疾和传染性肝炎的发生和传播都是直接饮用污染水造成的；工业上的溶剂水、清洗水、作为介质的水对工艺过程和产品的质量影响极大，水体污染还会腐蚀船舶、水上建筑；农业上，水产养殖、浇灌用水的污染也会对水产、农作物造成不可估量的损失。水体污染物种类很多，情况复杂，归纳起来主要有以下几种：
1.重金属及其化合物工厂、矿山排出的污染物中，常有重金属通过各种途径进入水体。目前普遍注意的是汞（Hg）、铜（Cu）、铬（Cr）、铅（Pb）及砷（As）。它们的化合物产生与应月广泛，在局部地区可能出现高浓度污染；重金属污染物经过“虾吃浮游生物，小鱼吃虾，大鱼吃小鱼”的水中食物链富集，浓度逐渐加大，处于食物链终端的人将其摄入。若不易排出就在体内积蓄，引起慢性中毒。水俟病就是所食鱼中含有氯化甲基汞所致，骨痛病也是由于Cd2+的积累所造成。
重金属元素的化学形态对毒性影响很大。如汞在河水中可以是Hg(OH)2形式，在海水中则为[HgCl4]2-形式，而在生物体中又以有机离子甲基Hg等形式存在。有机汞的毒性比无机汞大得多。再比如，砷的化合物中以As2O3（砒霜）毒性最强；钡盐中BaSO4因其溶解度小而无毒性，BaCO3虽难溶于水仅能溶于胃酸（HCl）而与BaC12一样毒。
2.有机污染物有毒的有机污染物，主要包括有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃等，它们难降解。它们在水中的含量虽不高，但因在水体中残留时间长，有蓄积性，可造成人体中毒、致癌、致畸等生理危害。
在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中，原油及其制品进入河、海等水体，因其密度比水小又不溶于水而覆盖在水面上形成薄膜层，既阻碍了大气中氧在水中溶解，又因油膜的生物分解和自身的被氧化而消耗水体中大量的溶解氧，致使水体缺氧，还有油膜会堵塞水生生物的表皮或腮部，使之呼吸困难，导致鱼类死亡，植物枯死。
城市生活污水及食品、造纸、印刷等工业废水中含有大量碳氢化合物、蛋白质、脂肪、纤维素等有机质，本身无毒性，但溶解后需要消耗水中的溶解氧，最终转化为CO2和H2O，故称它们为需氧（或耗氧）有机物。溶解氧多少，可以用来反映水体中有机污染物或生物污染物的多少和水受污染的程度。溶解氧简称DO（dissolved oxygen），它主要来源于空气或藻类的光合作用。氧在水中的溶解度与氧的分压、水的温度、水中盐分有关。海水中的溶解氧一般仅为淡水中的80％左右；随着温度的升高和氧的分压的降低，水中氧的溶解度也会降低。标准压力下，当水温为0℃，5℃，10℃，20℃，25℃，30℃，40℃时，氧在清洁水中的溶解度（单位mg·L-1）分别为14.6，13.8，11.3，9.2，8.4，7.6，6.5。
核电站、电厂、钢铁工业多排出的冷却水，都能造成35～40℃的温水区，使水体中溶解氧降低。若水体中的溶解氧低于5mg·L－1时，各类浮游生物便不能生存；低于4mg·L－1时，鱼类就不能生存；低于2mg·L-1时，水体就要发臭。溶解氧越低，水体污染越严重。
水体污染中有机物污染的程度，还可用化学需氧量，简称COD（chemicaloxygen demand）表示。COD的测定，用强氧化剂，如重铬酸钾等强氧化剂在加热回流条件下对有机物进行氧化，并加入银离子作催化剂，把反应中氧化剂的消耗量换算成氧气量，这种方法迅速简便，可使大多数有机物氧化达90％～ 95％，某些碳水化合物可以100％氧化。它也有局限性，如氧化的范围只包括有机物中的碳素部分，不包括含氮有机物（如蛋白质）中的氮。对长链有机物也只能部分氧化，对许多芳烃和吡啶完全不能氧化。水体中的许多还原态无机物却能包含在化学需氧量之中，例如CL-1的存在严重干扰测定的准确度。
测定水体中有机物的污染程度也可用生化需氧量，简称BOD（biochemical Oxygen demand）。BOD是指在好氧条件下，水中有机物由微生物作用进行生物氧化，在一定时间内所消耗溶解氧的量。因为微生物的活动与温度和时间有关，所以必须规定一个温度和时间，一般以20℃作为测定温度，以5天作为生化氧化的时间，这样的测定结果，称为5日生化需氧量，记为BOD5，除此外还有2日、20日，分别记为BOD2,BOD20等。严格说，彻底氧化大约需100天以上，但20天后一般已经变化不大。在实际工作中为了方便，常用BOD5作为统一控制指标，用BOD20作为最终生化需氧量。对于生活污水和许多工业废水而言，BOD5约为总BOD20的70％～ 85％。BOD氧化范围一般也是不含氮有机物和含氮有机物的碳素部分。总的说来，生物氧化不如化学氧化彻底。例如葡萄糖和木质素等理论上都可化学氧化完全，故排污标准中COD值常比BOD值高。但BOD却是唯一能反映水体中可生化有机物含量的指标。BOD5超过10 mg·L-1的水体就有城市恶臭的可能。在同一水体中，BOD和COD之间也有一定相关性：一般认为 BOD5与 COD的比值大于0.2，同时BOD5大于100 mg·L-1的废水属于可生化废水；若比值小于0.2，同时BOD5小于100mg·L-1的废水属不可生化废水。家庭生活污水的BOD5一般在200mg·L-1左右，是比较容易生化的。COD和BOD都是表示水体中有机污染物的重要指标，虽不能代表有机污染物的具体品质，但却能相当清楚地代表水体受有机污染物污染的程度，是水质管理中两个极重要的参数。
除COD，BOD外，衡量水体污染程度的还有总需氧量和总有机碳，它们分别简称 TOD（total oxygen demand）和 TOC（total organic carbon）。前者是水体中有机物完全氧化所需要的氧量，后者是水体中有机碳元素总的含量。两者的测定方法却都是在特殊的燃烧器中，以铂为催化剂，在900℃的高温下，使一定量的水样气化，其中有机物燃烧，然后测定气体载体中氧的减少量作为有机物完全氧化所需的氧量，即TOD；测定其中CO2的增加量，即TOC。 DO，COD，BOD，TOD和TOC等综合指标，虽都能表示水体被有机物污染的相对程度，但都不能区别有机物绝对毒性。
氧对水体的自净作用是巨大的，“流水不腐”，流动着的水因波浪，因撞击物体，与大气接触，不断补充着氧气便是“活水”，静止的水易成“死水”，易失去自净能力，就是“污水”。
介绍水污染现状，并让学员了解水处理的常识。
四、水体污染的控制与治理
教学提示
和大气污染、固体废弃物污染、噪声污染的防治一样，水体污染的防治应予重视。水体污染的防治也是一个系统工程。首先要考虑的是如何控制污染源。对大气，我们不是消极地限制排放，而是积极地寻找完全燃烧，减少CO的排放量并充分利用热能；开展以废治废，寻找两种有毒物质相互反应变成无毒的物质，如 NO与 CO在催化下变成 N2。对固体，我们还讨论了它的综合利用，变废为宝的思路。同样，在水体防治中首先要考虑的也不是消极限制排放，而是怎样采用先进工艺，合理排放，例如清洗，使用含有表面活性剂的水剂与使用有机溶剂相比，在处理难度上可能差不多，但从经济效果、使用效果上看使用表面活性剂更好，特别在规模生产、集中处理中应选用含有表面活性剂的工艺。
在城市中，建造污水废水处理厂、废水处理中心都能发挥浓度大、废水集中。协同作用和桔抗作用迅速等规模化、集约化的优势。比如，一厂家排放含酸性很高或氧化性很强的废水，另一厂家排放碱性很高或还原性很强的废水，就能达到中和或氧化还原拮抗作用。即使排出的有协同作用，如 Cr3+与 NaClO，集中处理时有浓度大的优势，要比分散排放稀释后容易处理得多。
这些集中起来的工业废水和生活污水，在处理方法上归纳起来有四类：
第一类为物理法，例如通过使用表面活性剂和鼓气等使污染物上浮，通过离心、加热、盐析等使污染物沉淀，通过蒸发、结晶使污染浓缩。
第二类为化学法，例如，前面用了较多篇幅讨论的酸碱中和反应，沉淀溶解反应，配位反应，氧化还原反应，还有通过使用聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚丙烯酸胺等化学试剂将污染物混凝除去。
第三类为物理化学法，例如，通过活性炭、硅胶、白土等对污染物进行吸附，通过有机溶剂对污染物进行革取，通过树脂、分子筛等对污染物进行离子交换。通过半透膜对污水进行反渗透。
第四类为生物化学法，例如，利用活性污泥中的各类细菌来消化分解含碳、含硫、含氮的多种污染物，利用生物膜来净化污水，在氧化池中使用光合细菌，用污水来灌溉作物让作物和土壤中的微生物来净化污水。
这四类处理方法都需要投资。人们为了生存和发展的同时也在破坏着生存和发展的环境，致使限制了甚至堵死了生存和发展道路。环境保护刻不容缓，环境意识亟待提高。
简单介绍水处理的原则和基本方法。
知识要点：水资源的重要性；重金属元素及其化合物的化学形态与危害。
作业：P176练习题之1、2、3题课后总结：这节课主要学习一些尝试性内容，都是了解性质。
本章小结
知识要点：
电离理论、质子理论和电子理论对酸碱的定义，共轭酸碱对、质子受体、质子给体等概念，电子给体是碱，电子受体是酸；酸碱解离平衡常数和溶液pH值的有关计算，酸碱强弱的比较；
平衡移动规律和同离子效应，缓冲溶液pH值计算，配制缓冲溶液的原则以及缓冲溶液的应用；
pH值的测定方法；
难溶电解质、溶度积的概念，从热力学数据和平衡时溶液中离子浓度计算溶度积；
难溶电解质的类型（AB或A2B，AB2），用溶度积来计算难溶电解质的溶解度大小的方法；
溶度积规则的含义及相关计算，溶度积规则在锅炉清洗、沉淀法处理废水等方面的应用；
可溶性配位化合物在内界与外界间、中心体与配位体间解离的不同情况，配位化合物的分级解离,K不稳，K稳的意义及相互关系；
根据K不稳，K稳来判断配合物间转化关系；
配位化合物的应用；
水污染控制的一些常识。
重点内容：
酸碱、难溶电解质、配合物解离平衡及相关计算。
上节课重点学习了氧化还原反应和原电池的关系，ΔG、K、E间的换算，原电池的组成和表示；电极电势的产生和半反应的写法，电对、电极电势的符号、意义，氧化态、还原态、得电子、失电子等概念，电极电势的计算和应用。
引言
教学目的
从化学的角度认识了物质世界，并多层次地了解这个宇宙和物质的各种运动规律；第一章从分子、原子的层次上着重介绍物质的化学组成和宏观上的物态分类，深刻认识物质的复杂性和多样性，在每一物态中有重点有选择地介绍化学常识；第二章从电子的层次上（微观角度）介绍物质的结构，进而，在对物质微观认识的基础上，学习了材料的形成原因，即原子如何结合为分子、分子如何结合成为材料尤其高分子材料、复合材料；第三章重点学习了化学热力学、动力学以及电化学。
本章则开始学习化学在水质分析深入应用而形成的一门新学科———水化学，它是给排水、环境工程等专业的主要专业基础课，水质净化有很多种方法，其中，化学方法是最早应用的方法，也是应用最广泛的方法之一，主要针对工业废水的处理。本章主要介绍是水处理方法于化学方面的原理，前三节内容不甚明显，却是水质分析与净化的重要化学理论依据，直到第四节内容才开始涉及水体保护。
水体对人类的重要性不仅表现在人的生理上、生活上和工农业生产上对它的依赖，更表现在水和水溶液中进行的各种各样的化学反应及其理论在各种工业技术技术上的应用。
★ §4.1 弱酸弱碱溶液及其应用水溶液中的酸碱反应对工程上的清洗、电解液的配制、腐蚀的控制，以及对环境和生命现象等方面都关系重大。强酸、强碱反应在中学化学中已介绍了很多，在此不再赘述。本节仅对酸碱概念的系统知识和弱酸、弱碱的反应作进一步讨论。
一、酸碱理论
教学提示
电离理论对酸碱性的定义：溶于水并能解离产生氢离子的含氯物质称为酸；溶于水并能解离产生氢氧根离子的物质称为碱。这个理论认为，酸碱中和反应的实质是H+和OH-中和生成H2O的反应。据此，HCl，HNO3，HAC，HF等都属于酸，而NaOH，KOH，Ca（OH）2等都属于碱。
但电离理论无法解释为什么NH3·H2O（氨水）也属于碱。虽有人曾经假设过氨溶于水生成所谓的“氢氧化铵”，但实验证明，“氢氧化铵”这种物质是不存在的。这种理论也无法解释NH3（g）为什么也属于碱，因为NH3（g）和HCl（g）能发生反应，生成与NH3在水溶液中和HCl反应得到的完全一样的产物NH4Cl，但NH3（g）并没有解离出OH-，HCl（g）也没有解离出H+，反应后也无H2O生成。
能解释上述两个事实的是酸碱质子理论。酸碱质子理论认为：能够提供质子的分子或离子都是酸，能够接受质子的分子或离子都是碱。简单地说，酸是质子的给予体，碱是质子的接受体。这个理论把酸碱电离理论扩展到不限于以水为溶剂的非水体系。例如上面所说的HCl和NH3，不仅在水溶液中，而且在以苯为溶剂的液相中或无溶剂的气相中，都是HCl给出质子，NH3接受质子而生成 NH4Cl。
酸碱质子理论还认为：酸，如分子酸HCl（g）或离子酸NH4＋，给出质子后成为碱，如离子碱 Cl-或分子碱 NH3（g）；碱，如 Cl -或 NH3，接受质子后即成酸，如HCl或NH4+。这种酸和碱的相互依存、相互转化关系被称为酸碱共轭关系，酸或碱与它共轭的碱或酸一起被称为共轭酸碱对。酸越强，与其共轭的碱则越弱，反之碱越强，与其共轭的酸越弱。
比酸碱质子理论更为扩大和发展的酸碱理论是路易斯（Lewis G N）提出的电子理论。它把凡是具有可供利用的孤对电子的任何物质都称为碱，例如NH3；并把能与这孤对电子进行结合的任何物质都称为酸，例如HCl。电子理论在解释某些物质酸碱性质时，可不受溶剂、离子等条件的限制。如 Na2S等也可使酸碱指示剂变色以及CO2等酸性氧化物和CaO等碱性氧化物间的成盐反应。
回忆中学的内容慢慢引出酸碱理论，力求让学员在不知不觉中接受新知识。
二、酸碱的解离常数
教学提示
强电解质在水溶液中完全解离。弱电解质在水溶液中只有很少一部分分子解离为离子，即在溶液中存在解离平衡，其平衡常数叫解离平衡常数。弱酸、弱碱的解离常数分别用Ka、Kb表示。
弱酸或弱碱的解离平衡常数可用热力学数据计算求得，某些物质在水溶液中的标准热力学数据列于书末附录表2中。
弱酸、弱碱的平衡常数也可用实验测定。一般化学手册中不常列出离子酸。离子碱的解离常数，但根据已知的分子酸的Koa（或分子碱的Kob），可以根据多重平衡规则算得其共轭离子碱的Kbo（或共轭离子酸的Koa）。
Kob＝ Kow／Koa
根据解离常数可定量地比较同元弱酸或弱碱的酸碱性强弱，解离常数大的弱酸或弱碱其酸性或碱性也较强。
大自然的水体中，多为多元弱电解质，尤其多元弱酸、弱碱的存在更普遍。其中二元弱酸H2CO3或二元共轭碱CO32 -那是必定存在的，有时还有H2S或S2-等。多元弱酸或弱碱在水溶液中是分级解离的。
从上所述，我们可以看到，H2O和HCO3—既可作为酸，又可作为碱。像这样的物质，在自然界还存在很多。多元弱酸或弱碱的解离以一级解离为主。
从热力学计算和化学平衡计算角度出发，并联系多重平衡原则，使学员深刻理解新知识、新内容。
三、同离子效应和缓冲溶液
教学提示
与所有的化学平衡一样，弱电解质在水溶液中的解离平衡也会随着温度、浓度条件的改变而发生移动。当弱酸、弱碱在溶液中达到解离平衡后，如果加入含有相同离子的电解质时，则原先的平衡就会遇到破坏，平衡将向着解离的相反方向，即结合成弱酸或弱碱的方向移动，这种现象称为同离子效应，它使弱电解质的解离度降低。例如在醋酸溶液中，存在解离平衡：HAC=H+＋Ac-。当向醋酸溶液中加入NaAc后，增加了Ac -，HAc的解离平衡向左移动。移动的结果是，重新建立起一个新的平衡。此时虽然H+和Ac-以及HAc分子的浓度发生了变化，但由于在同一温度下其平衡常数不会改变，所以新的平衡中C（H+）和C（Ac -）的乘积与C（HAc）的比值仍保持不变。
同离子效应有十件重要的实际意义.由于分子酸分子碱与其共轭的离子碱或离子酸之间存在着平衡及其移动关系，因此，分子酸分子碱与足够量的离子碱或离子酸之间组成的溶液的pH值能在一定范围内不因稀释或外加的少量酸碱而发生显著变化。这就是所谓的对酸碱的缓冲作用,具有这种作用的溶液称为缓冲溶液.
缓冲溶液PH的计算公式还告诉了我们配制缓冲溶液的方法：按照缓冲溶液PH值的要求，可选pkao值或pKbo值接近所需的pH值或pOH值的分子酸或分子碱及对应的共轭离子碱或离子酸组成缓冲溶液，并要求酸或碱的浓度都尽可能大些。
密切联系试验课程，在实践中加深知识的吸收，将理性认识和感性认识结合起来。
四、pH的测定
教学提示
测定含有弱酸或弱碱溶液的PH值不能用酸碱中和滴定的方法。因为中和滴定的方法只能测定酸或碱的总浓度，而不能测定解离出来的H”或OH-的浓度。
测定pH值最简单、最方便的方法是使用pH试纸。pH试纸是用滤纸浸渍某种混合指示剂制成的。市售的pH试纸有“广范pH试纸”和“精密pH试纸”两类。广范pH试纸可用来粗略检测溶液的pH值；精密pH试纸在pH值变化较小时就有颜色的变化，它可用来较精密地检测溶液的pH值。每类pH试纸，按测量范围和变色间隔，又可分为很多种，可视具体需要任意选用。
在具体测量时，可将一小块试纸放在点滴板上或用手捏住，再用沾有待测溶液的玻璃棒点湿试纸的中部，则试纸因被待测溶液润湿而变色。将其与标准比色卡比较，即得出pH值。一般待测液湿润试纸后半秒钟内就能与指示剂发生反应，故应及时观察试纸颜色，如果观察时间过迟，试纸可能因吸收空气中的CO2等而使颜色变化，造成测定误差。
比较精确地测定pH值的方法是使用pH计。目前一般pH计测到的pH值精度可达小数点后二位，即十分位是可靠的，百分位是估计的；精密的pH计测到的PH值精度达小数点后三位，即百分位是可靠的，千分位是估计的。
用pH计测定溶液的pH值时，必须首先使用已知pH值的标准缓冲溶液作为基准来定位。一般采用邻苯二甲酸氢钾、磷酸二氢钾和磷酸氢二钠、硼砂三种标准溶液来定位。
简单介绍即可
知识要点：酸碱理论；酸碱解离平衡常数和溶液pH值的有关计算；缓冲溶液pH值计算。
作业：P158练习题之1、2、4、5、8题课后总结：这节课主要学习了：电离理论、质子理论和电子理论对酸碱的定义，共轭酸碱对、质子受体、质子给体等概念，电子给体是碱，电子受体是酸；酸碱解离平衡常数和溶液pH值的有关计算，酸碱强弱的比较；平衡移动规律和同离子效应，缓冲溶液pH值计算，配制缓冲溶液的原则以及缓冲溶液的应用； pH值的测定方法。
课前复习：
上节课主要学习了：电离理论、质子理论和电子理论对酸碱的定义，共轭酸碱对、质子受体、质子给体等概念，电子给体是碱，电子受体是酸；酸碱解离平衡常数和溶液pH值的有关计算，酸碱强弱的比较；平衡移动规律和同离子效应，缓冲溶液pH值计算，配制缓冲溶液的原则以及缓冲溶液的应用； pH值的测定方法。
★ §4.2 沉淀与溶解反应及其应用酸、碱、盐都是电解质，按其溶解度大小可分为易溶和难溶两类。难溶电解贡在水溶液中以固体沉淀的形式存在。在化学清洗中常常要使沉淀溶解，而在化学沉淀法处理污水时又要把可溶性有害物质以沉淀形式除去。那么，沉淀的溶解和生成是否有定量规律可循？
一、溶度积
教学提示
难溶电解质AnBm（s）在水溶液中存在着结晶和溶解的平衡：
AnBm（s）＝nAm+＋mBn-
这种固体和溶液中离子之间的动态平衡叫做多相离子平衡。其平衡常数表达式为
Kso=[c(Am+)/co]n [c(Bn-)/Co]m
式中Ks称溶度积。它表示一定温度时在难溶电解质的饱和溶液中，其离子浓度（以该离子在平衡关系中的化学计量数为指数）的乘积为一常数。
Ks数值可由实验测定。难溶电解质的Ks也可由热力学数据计算得到.
若已知25℃时的标准摩尔吉布斯函数变数据，即可直接由ΔrGmο（298.15）计算Ks值。
从热力学数据和平衡时溶液中离子浓度计算溶度积。
二、溶度积和溶解度的关系
教学提示
前面介绍的溶度积概念与中学时介绍的溶解度（用s表示）概念之间的关系是怎样的呢？溶度积和溶解度都反映了物质的溶解能力，但溶度积仅仅是对难溶电解质而言。这两个概念是不同的，要注意它们的区别。另外，对易溶物质在水中的溶解度常用100克水中达到饱和时所含溶质的克数来表示，而对难溶电解质可用每升溶液中溶解的物质的量（摩尔）来表示。
对于同类型的难溶电解质，如AgCI和AgBr；CaSO4和CaCO3等，在相同温度下溶度积Ks值越大，溶解度s值也越大；Ks值越小，溶解度s值也越小。但对于不同类型的难溶电解质则必须通过具体计算才能比较其大小。
一般手册上查得的溶解度数据都是指纯水中的。在实际溶液中，计算某种难溶电解质的溶解度还必须考虑溶液中存在的离子与难溶电解质解离出的相同离子，或能与难溶电解质解离出来的离子相互作用的离子的影响，即必须考虑多相离子的平衡及其移动。平衡原理在多相离子平衡中的具体体现是溶度积规则。
深刻理解溶度积和溶解度的关系。掌握用溶度积来计算难溶电解质的溶解度大小的方法。
三、溶度积规则
教学提示
1.溶度积规则在一定条件下，某给定难溶电解质的沉淀是否能生成或溶解，要视溶液的实际情况来判断。这可从溶度积的概念出发。当溶液中某难溶电解质的离子浓度（以该离子的化学计量数为指数）的乘积大于其溶度积时，就会产生沉淀。此时，由于沉淀析出，离子的浓度减小，直到离子浓度的乘积等于其溶度积为止。如果溶液中的离子浓度乘积等于溶度积，则溶液是饱和的；若溶液中的离于浓度乘积小于其溶度积，就没有沉淀生成且溶液中原先有的沉淀也会溶解。
由此可知，根据溶度积可以判断沉淀的生成和溶解，这叫做溶度积规则。可简述如下：
Qc＜Ks时，溶液未饱和，沉淀溶解；
Qc=Ks时，溶液达饱和，沉淀既不溶解，也不析出；
Qc＞Ks时，溶液过饱和，会有沉淀析出。
2.分步沉淀和共同沉淀对于同一种金属阳离子（如Ag+），当有两种或两种以上能与其生成难溶电解质的阴离子（如Cl-，CrO42-存在时，两种或两种以上的难溶电解质沉淀都有可能产生，但阳离子浓度与阴离子浓度的乘秋先达到某种难溶电解质溶度积的先沉淀出来。例如在不断振荡的条件下，向含有Cl-,CrO42-的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液，Ag+首先和Cl-浓度的乘积达到Ks（AgCl）后，析出白色AgCl沉淀。由于沉淀析出，溶液中Cl-浓度减小。当继续滴加Ag+时，若Ag+和Cl -浓度的乘积小于Ks（AgCl）值，则AgCl不再沉淀。但当Ag+浓度的平方与CrO42-浓度的乘积达到Ks（Ag2CrO4）值时，砖红色的 Ag2CrO4又会沉淀出来，这种现象称为分步（分级）沉淀。如果在静止的条件下逐滴加入AgNO3溶液，由于Ag+局部过浓，可能白色的AgCl和砖红色的Ag2CrO4同时沉淀出来（砖红色可掩盖白色）。这种现象称为共同沉淀。如果两种难溶电解质（比如 AgCl和AgI）的溶解度差别很大，可用分步沉淀来进行分离。在一般分离过程中，当一种高于在溶液中的残留量小于10-5mol,L-1时，可以认为该离子已沉淀完全。若一种离子已沉淀完全，另一种离子还未开始沉淀，则称这两种离子可以完全分离。
在环境治理上，则以是否达到排放标准来衡量某种离子有否沉淀完全。
3.沉淀的转化在一种溶液中，如果有两种难溶电解质同时存在，那么这两种难溶电解质就有可能相互转化。一般来说，由难溶电解质转化成更难溶的电解质的过程是容易发生的；而相反的过程则要具体分析。例如
AgCl＋I-＝AgI＋Cl-
AgCl转化成AgI沉淀是可以的，而AgI要转化成AgCl沉淀在实际上是不可能的。因为欲使溶液中的Ag+浓度同时满足下面两个平衡：
Ag+＋Cl- = AgCl；Ag+＋I-＝AgI
Ag+的浓度必须为
也就是说Cl- 和I-比值应为2.08×106。即才能使AgI沉淀转化为AgCl沉淀，但欲使是不可能的。
联系实例使学员理解溶度积规则的含义，并相关计算。
四、沉淀与溶解反应应用举例
教学提示
锅炉或蒸气管内钢垢的存在，不仅阻碍传热、浪费燃料，而且还有可能引起爆裂，造成事故。锅垢的主要组分CaSO4沉淀不溶于酸，难以除去，但可以用Na2CO3溶液处理，使其转化成更难溶的CaCO3沉淀,由于CaCO。沉淀易溶于稀酸，所以可用“酸洗”除去。
用盐酸清洗锅炉内或其他器械上的附着物（难溶电解质），就是利用H+和难溶物解离出来的CO32-或OH-等生成H2CO3（进一步分解成CO2和H2O）或H2O等弱酸弱碱，使溶液中C（CO32-）或C（OH－）与金属离于浓度的乘积小于该难溶物的溶度积而使其溶解的。
对于某些要求较高的锅炉给水，往往在给水进入高炉前用Na2CO3处理后；再用 Na2PO4补充处理。因为 Ca3（PO4）2的Ks值为 2.0710-33，其溶解度为1.9210-7molL-1，比CaCO3更难溶，更易生成Ca3（PO4）2沉淀而除去。
环境保护中常用可溶性氢氧化物或其他沉淀剂来去除工业废水中的 Cr3+，Zn2+，Pb2+，Cd2+等有害物质。因为OH-等沉淀剂的有关离子和各有害的金属离子浓度乘积大于其溶度积，进而能生成难溶的金属氢氧化物或其他难溶沉淀物。
因为实际废水中含有其他金属离子，溶有CO2等酸性气体，这不仅影响离子之间的相互作用，而且也能产生其他金属氢氧化物而消耗氢氧化钠，因此实际的pH值还会高一些。
通过水处理中的事例让来理解沉淀与溶解反应的应用。
以上为第十二讲。
知识要点：溶度积的概念与计算；用溶度积来计算难溶电解质的溶解度大小。
作业：P164练习题之2、3、5题课后总结：这节课主要学习了：难溶电解质、溶度积的概念，从热力学数据和平衡时溶液中离子浓度计算溶度积；难溶电解质的类型（AB或A2B，AB2），用溶度积来计算难溶电解质的溶解度大小的方法；溶度积规则的含义及相关计算，溶度积规则在锅炉清洗、沉淀法处理废水等方面的应用。
★ §4.3 配位反应及其应用课前复习：
上节课主要学习了：难溶电解质、溶度积的概念，从热力学数据和平衡时溶液中离子浓度计算溶度积；难溶电解质的类型（AB或A2B，AB2），用溶度积来计算难溶电解质的溶解度大小的方法；溶度积规则的含义及相关计算，溶度积规则在锅炉清洗、沉淀法处理废水等方面的应用。
一、配位化合物的解离反应
教学提示
可溶性配位化合物在溶液中可以发生解离，在解离时，外界和内界间全部解离成内界离子和外界离子，这与强电解质类似；而内界配离子中的中心体和配位体间，则与弱电解质相似，在溶液中或多或少地解离出中心体和配位体，并存在解离配位平衡，例如：
［Ag（NH3）2］+ = Ag+ + 2NH3
其解离常数为：
［Ag（NH3）2］+在溶液中的解离与多元弱电解质的解离一样，也是分级进行的。其有一级解离与二级离解，总的离解为：
[Ag（NH3）2]+ Ag++2NH3
Kdo=Kd1o·Kd2o
对相同配位体数目的配离子来说，Kd越大，配离子越易解离，即配离子越不稳定，所以Kd也叫做不稳定常数，可写成K不稳。
解离反应的逆反应为配位反应，配离子在溶液中的稳定性可以用稳定常类K稳表示。例如：
Ag++2NH3 ［Ag（NH3）2］+
显然，K稳和K不稳成倒数关系：
对相同配位体数目的配离子，K稳越大，配离子越稳定。配离子的稳定常数表示配离子在溶液中的相对稳定性，它与配位化合物的结构有一定关系。
利用稳定常数K稳或不稳定常数K不稳可以计算溶液中配位反应和解离反应达到平衡时的中心离子浓度、配位体浓度及中心离子的配位程度。
回顾绪论中配位化合物的概念，来进一步学习配位化合物额理解反应。
二、配位平衡的转化
教学提示
一种配离子在溶液中不仅存在其自身组成的中心体和配位体间的配位—解离平衡，而且还可由于其他中心体或配位体的存在而发生配离子间的转化和两种配离子间的平衡。对于两个中心体和配位体数目均相同的配离子，通常可根据配离子的K稳或K不稳来判断反应进行的方向：配离子间的转化将向着生成更难解离的配离子的方向移动，即生成K稳大的或K不稳小的配离子方向移动。
对于一方面能生成配离子而使难溶电解质溶解，而另一方面又能生成难溶电解质而使配离子解离的反应系统，其沉淀—溶解平衡移动及转化则需视难溶电解质的溶度积及配离子的K稳作具体分析。例如，AgCl溶于氨水的反应：
AgCl＋2NH3 ［Ag（NH3）2］+＋Cl -
其平衡常数K值可推算如下：
K=Ks(AgCl)·K稳([Ag(NH3)2]+
对于一般的难溶电解质在配合剂中的溶解量都可通过类似AgCl溶于氨水的反应先推算出该反应的平衡常数K=Ks·K稳，再根据该反应的平衡常数表达式来计算出难溶电解质的溶解量。
联系实例理解根据K不稳，K稳来判断配合物间转化关系。
三、配位反应的应用实例
教学提示
1.利用配离子的特殊颜色来鉴别物质例如，[Cu（H2O）4]2+显浅蓝色。将无色的无水硫酸铜晶体投入“无水酒精”，如果硫酸铜晶体变成浅蓝色，说明酒精中还有水。对可溶性配位化合物进行光谱分析，每种配合物都有自己特征的谱线。
2.用于溶解难溶电解质在照相技术中，可用硫代硫酸钠作定影剂洗去溴胶版上末曝光的漠化银，这是因为AgBr能溶于配合剂Na2S2O3溶液，并形成「Ag（S2O3）2」3- 配离子。
3.改变和控制离子浓度的大小电镀液中，常加配合剂来控制被镀离子的浓度。例如采用 CuSO4溶液作电镀液时，由于Cu2+浓度过大，Cu沉淀过快，将使镀层粗糙、厚薄不匀，且底层金属附着力差。但若采用配合物K[Cu（CN）2]溶液就能有效地控制Cu2+浓度：
[Cu（CN）2]- Cu2+＋ 2CN -
这样Cu沉淀速率不会过快，又可利用的Cu2+总浓度并没有减少。同样，采用焦磷酸钾为配合剂的电镀液也可达到这个目的，而且无毒，这是近年来发展很快的无氰电镀液。
4.掩蔽有害物质利用配合物的稳定性，在分析测定溶液中某种离子时，常把干扰测定的其他离子用配合剂掩蔽起来。这在分析化学中会有更详细的描述。
在环境保护方面，配合物的形成对污染治理、保护人体健康等方面也有很多用处。例如，氰化物（如 NaCN）极毒，接触CN-的操作人员在工作结束后用FeSO4溶液来洗手就是利用下述反应：
6NaCN＋3FeSO4＝Fe［Fe（CN）6］＋3Na2SO4
使毒性极大的CN-变成毒性很小的配位化合物六氰合铁（Ⅱ）酸亚铁（俗名亚铁氰化亚铁）而沉淀除去。
通过配位反应的应用实例解释日常生活中一些常见的现象。
知识要点：配位化合物的分级解离；K不稳，K稳的意义及相互关系作业：P169练习题之1、2、4题课后总结：可溶性配位化合物在内界与外界间、中心体与配位体间解离的不同情况，配位化合物的分级解离,K不稳，K稳的意义及相互关系；根据K不稳，K稳来判断配合物间转化关系；配位化合物的应用。
§4.4 水质与水体保护这里主要介绍目前水资源危机和水污染状况，和能源、食品、人口一样被列为21世纪四大危机，作为常识介绍，树立环境保护的意识。
一、水资源概况
教学提示
地球上的水资源是极其丰富的。海洋、江河、湖泊、沼泽、冰雪等地表水几乎覆盖地球表面的四分之三，还有蕴藏量极大的地下水。地表水和地下水总称天然水，估计其总体积是1.41012m3，但其中97.3％是咸水。在这有限的2.7％的淡水中，77,2％以冰帽、冰川、冰雪的形式存在于极地和高地，22,4％为地下水和土壤水，其中2/3的地下水深藏在750m以下。仅有0.35％的淡水存在于湖泊、沼泽中，0.04％在大气中，0.01％在河流中。大约90％的淡水是不易被利用的。
人类的生活和生产用水，基本上都是淡水。人类的饮用水是淡水，每人每天约需SL水；水约占人体体重的2/3，是人体中含量最多的一种物质。水在其他生物体中也是含量最多的一种物质。生物体以水作为进行新陈代谢的介质，从环境中吸收养分，通过水将养分输送到机体的各个部分，经生化反应又通过水将代谢产物排出体外。水参与了机体内的生理生化反应，产生能量，维持生命活力；散发热量，调节体温。人类清洁自身，例如洗、漱等也用淡水。农业上浇灌作物，改良盐碱地等也用淡水。工业上的清洗器件、冷却、加热大多也用淡水，因为咸水会腐蚀器件。水资源除有上述使用功能外，还能作能源，用作水力发电，因此它又被称为二次能源。
人类年用水量已近4108m3，全球有60％的陆地面积淡水供应不足，近20亿人饮用水短缺。联合国早在1977年就向全世界发出警告：水源不久将成为继石油危机之后的另一个更为严重的全球性危机。近年来，全世界多种渠道的报导都在告诫我们人类将面临水源危机。
我国水资源丰富，占世界第五位，但按人均计算，则只有世界人均占有量的1/4。而且我国水资源的分布极为不均，自东南向西北减少。
水资源是宝贵的资源。我们要珍视它，合理地使用它。水资源是自然资源，有时也还会给人类的生活和生产造成一定危害，例如水灾。因此我们还必须科学地管理它，重视水利建设，加固堤坝，建造水库等都是有效的措施。
通过这次内容的学习激发学员树立环境保护人人有责、点滴做起的意识。
二、水体质量
教学提示
水体质量简称水质。不同的使用目的对水质有不同的要求。
例如，高压或超高压锅炉、高绝缘材料制造和电子工业部门等，都要使用纯水或超纯水，这种水不仅除去了强电解质，还除去了大部分硅酸和碳酸等弱电解质，而且水体中的气体、有机物、细菌等杂质都降到了最低限度。因为发电厂中的高压或超高压锅炉，要求产生的蒸气驱动汽轮机，水蒸气的温度、压力越高，能量利用率也越高，如果水质中杂有钙、镁、铜、铁等离子就会结垢、腐蚀引起加热管破裂、爆炸；或使叶片增加重量而腐蚀断裂，或使喷嘴堵塞发生事故。因为在电子工业器件中，稍有杂质就会严重影响其性能，如果水中含有杂质，清洗后将会残留表面，进一步处理时有进入器件材料内部的可能。
对一般的工业用水就没有这么高的要求。只要符合地面水环境质量标准即可，对农业用水要求更低。对生活饮用水（自来水厂）的要求有色度、浑浊度、异味、肉眼可见物等感官性状指标； PH值，总硬度（钙镁含量）、铁、锰、铜、锌、挥发酚类、阴离子合成洗涤剂等化学指标；氟化物、氮化物、砷、硒、汞、钢、铬（六价）、铅等毒理学指标；还有细菌总数、大肠杆菌等细菌学指标。
对于地面水的环境质量标准，在GB3838－88中按使用目的和保护目标将其分成五类水域：
Ⅰ类：主要用于源头水、国家自然保护区。
Ⅱ类：主要用于集中式生活用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等。
Ⅲ类：主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。
Ⅳ类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。
V类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
了解性内容，简单介绍即可。
三、水体污染
教学提示
天然水体的组成是很复杂的，除水以外，还有那些物质？还有①溶解物质，如钙、镁、钠、铁。锰等的可溶性盐，氧、氮、硫化氢、二氧化碳等溶解气体；③胶体、悬浮物，如硅、铝、铁的水合氧化物胶体，粘土、矿物胶体物质或颗粒物质，腐殖质等有机高分子化合物；③水生生物组成的水生生态系统，如藻类、多种浮游动物、细菌、微生物等。水体内各物质和能量以及水体、大气、土壤等环境间乃至整个自然界的物质和能量基本上保持平衡，在人类出现的几十万年中，人和自然一直保持和谐的关系。19世纪以前，虽然人类的生活活动也污染环境，但环境有着很强的自净作用。所谓自净，是污染物质或污染因素进入环境后，将引起一系列的物理变化、化学变化和生物变化，而使污染物质或污染因素被清除掉的作用。19世纪以后，大规模的工业生产、高科技研究给人类带来福利的同时，也产生了更严重的污染，超过了自然自净能力，给人类带来了祸害。
人类的生活、生产、科学研究等产生的废物排入水体，使水和水体物理、化学性质发生变化而降低了水体的使用价值，造成水体污染。水体污染的危害是严重的，众所周知的水俟病、骨痛病主要是由于金属汞（Hg）和银（Cd）污染造成的。近年来认为，砷（As）、铬（Cr）、铜（Cd）、镍（Ni）和铍（Be）的某些化合物是致癌的，因此世界各国都将其列为水体日常监测项目，并严格控制重金属含量，由此发展了重金属废水处理技术。据世界工业组织报道，全世界75％左右的疾病与水污染有关，常见的伤寒、霍乱、胃炎、痢疾和传染性肝炎的发生和传播都是直接饮用污染水造成的；工业上的溶剂水、清洗水、作为介质的水对工艺过程和产品的质量影响极大，水体污染还会腐蚀船舶、水上建筑；农业上，水产养殖、浇灌用水的污染也会对水产、农作物造成不可估量的损失。水体污染物种类很多，情况复杂，归纳起来主要有以下几种：
1.重金属及其化合物工厂、矿山排出的污染物中，常有重金属通过各种途径进入水体。目前普遍注意的是汞（Hg）、铜（Cu）、铬（Cr）、铅（Pb）及砷（As）。它们的化合物产生与应月广泛，在局部地区可能出现高浓度污染；重金属污染物经过“虾吃浮游生物，小鱼吃虾，大鱼吃小鱼”的水中食物链富集，浓度逐渐加大，处于食物链终端的人将其摄入。若不易排出就在体内积蓄，引起慢性中毒。水俟病就是所食鱼中含有氯化甲基汞所致，骨痛病也是由于Cd2+的积累所造成。
重金属元素的化学形态对毒性影响很大。如汞在河水中可以是Hg(OH)2形式，在海水中则为[HgCl4]2-形式，而在生物体中又以有机离子甲基Hg等形式存在。有机汞的毒性比无机汞大得多。再比如，砷的化合物中以As2O3（砒霜）毒性最强；钡盐中BaSO4因其溶解度小而无毒性，BaCO3虽难溶于水仅能溶于胃酸（HCl）而与BaC12一样毒。
2.有机污染物有毒的有机污染物，主要包括有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃等，它们难降解。它们在水中的含量虽不高，但因在水体中残留时间长，有蓄积性，可造成人体中毒、致癌、致畸等生理危害。
在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中，原油及其制品进入河、海等水体，因其密度比水小又不溶于水而覆盖在水面上形成薄膜层，既阻碍了大气中氧在水中溶解，又因油膜的生物分解和自身的被氧化而消耗水体中大量的溶解氧，致使水体缺氧，还有油膜会堵塞水生生物的表皮或腮部，使之呼吸困难，导致鱼类死亡，植物枯死。
城市生活污水及食品、造纸、印刷等工业废水中含有大量碳氢化合物、蛋白质、脂肪、纤维素等有机质，本身无毒性，但溶解后需要消耗水中的溶解氧，最终转化为CO2和H2O，故称它们为需氧（或耗氧）有机物。溶解氧多少，可以用来反映水体中有机污染物或生物污染物的多少和水受污染的程度。溶解氧简称DO（dissolved oxygen），它主要来源于空气或藻类的光合作用。氧在水中的溶解度与氧的分压、水的温度、水中盐分有关。海水中的溶解氧一般仅为淡水中的80％左右；随着温度的升高和氧的分压的降低，水中氧的溶解度也会降低。标准压力下，当水温为0℃，5℃，10℃，20℃，25℃，30℃，40℃时，氧在清洁水中的溶解度（单位mg·L-1）分别为14.6，13.8，11.3，9.2，8.4，7.6，6.5。
核电站、电厂、钢铁工业多排出的冷却水，都能造成35～40℃的温水区，使水体中溶解氧降低。若水体中的溶解氧低于5mg·L－1时，各类浮游生物便不能生存；低于4mg·L－1时，鱼类就不能生存；低于2mg·L-1时，水体就要发臭。溶解氧越低，水体污染越严重。
水体污染中有机物污染的程度，还可用化学需氧量，简称COD（chemicaloxygen demand）表示。COD的测定，用强氧化剂，如重铬酸钾等强氧化剂在加热回流条件下对有机物进行氧化，并加入银离子作催化剂，把反应中氧化剂的消耗量换算成氧气量，这种方法迅速简便，可使大多数有机物氧化达90％～ 95％，某些碳水化合物可以100％氧化。它也有局限性，如氧化的范围只包括有机物中的碳素部分，不包括含氮有机物（如蛋白质）中的氮。对长链有机物也只能部分氧化，对许多芳烃和吡啶完全不能氧化。水体中的许多还原态无机物却能包含在化学需氧量之中，例如CL-1的存在严重干扰测定的准确度。
测定水体中有机物的污染程度也可用生化需氧量，简称BOD（biochemical Oxygen demand）。BOD是指在好氧条件下，水中有机物由微生物作用进行生物氧化，在一定时间内所消耗溶解氧的量。因为微生物的活动与温度和时间有关，所以必须规定一个温度和时间，一般以20℃作为测定温度，以5天作为生化氧化的时间，这样的测定结果，称为5日生化需氧量，记为BOD5，除此外还有2日、20日，分别记为BOD2,BOD20等。严格说，彻底氧化大约需100天以上，但20天后一般已经变化不大。在实际工作中为了方便，常用BOD5作为统一控制指标，用BOD20作为最终生化需氧量。对于生活污水和许多工业废水而言，BOD5约为总BOD20的70％～ 85％。BOD氧化范围一般也是不含氮有机物和含氮有机物的碳素部分。总的说来，生物氧化不如化学氧化彻底。例如葡萄糖和木质素等理论上都可化学氧化完全，故排污标准中COD值常比BOD值高。但BOD却是唯一能反映水体中可生化有机物含量的指标。BOD5超过10 mg·L-1的水体就有城市恶臭的可能。在同一水体中，BOD和COD之间也有一定相关性：一般认为 BOD5与 COD的比值大于0.2，同时BOD5大于100 mg·L-1的废水属于可生化废水；若比值小于0.2，同时BOD5小于100mg·L-1的废水属不可生化废水。家庭生活污水的BOD5一般在200mg·L-1左右，是比较容易生化的。COD和BOD都是表示水体中有机污染物的重要指标，虽不能代表有机污染物的具体品质，但却能相当清楚地代表水体受有机污染物污染的程度，是水质管理中两个极重要的参数。
除COD，BOD外，衡量水体污染程度的还有总需氧量和总有机碳，它们分别简称 TOD（total oxygen demand）和 TOC（total organic carbon）。前者是水体中有机物完全氧化所需要的氧量，后者是水体中有机碳元素总的含量。两者的测定方法却都是在特殊的燃烧器中，以铂为催化剂，在900℃的高温下，使一定量的水样气化，其中有机物燃烧，然后测定气体载体中氧的减少量作为有机物完全氧化所需的氧量，即TOD；测定其中CO2的增加量，即TOC。 DO，COD，BOD，TOD和TOC等综合指标，虽都能表示水体被有机物污染的相对程度，但都不能区别有机物绝对毒性。
氧对水体的自净作用是巨大的，“流水不腐”，流动着的水因波浪，因撞击物体，与大气接触，不断补充着氧气便是“活水”，静止的水易成“死水”，易失去自净能力，就是“污水”。
介绍水污染现状，并让学员了解水处理的常识。
四、水体污染的控制与治理
教学提示
和大气污染、固体废弃物污染、噪声污染的防治一样，水体污染的防治应予重视。水体污染的防治也是一个系统工程。首先要考虑的是如何控制污染源。对大气，我们不是消极地限制排放，而是积极地寻找完全燃烧，减少CO的排放量并充分利用热能；开展以废治废，寻找两种有毒物质相互反应变成无毒的物质，如 NO与 CO在催化下变成 N2。对固体，我们还讨论了它的综合利用，变废为宝的思路。同样，在水体防治中首先要考虑的也不是消极限制排放，而是怎样采用先进工艺，合理排放，例如清洗，使用含有表面活性剂的水剂与使用有机溶剂相比，在处理难度上可能差不多，但从经济效果、使用效果上看使用表面活性剂更好，特别在规模生产、集中处理中应选用含有表面活性剂的工艺。
在城市中，建造污水废水处理厂、废水处理中心都能发挥浓度大、废水集中。协同作用和桔抗作用迅速等规模化、集约化的优势。比如，一厂家排放含酸性很高或氧化性很强的废水，另一厂家排放碱性很高或还原性很强的废水，就能达到中和或氧化还原拮抗作用。即使排出的有协同作用，如 Cr3+与 NaClO，集中处理时有浓度大的优势，要比分散排放稀释后容易处理得多。
这些集中起来的工业废水和生活污水，在处理方法上归纳起来有四类：
第一类为物理法，例如通过使用表面活性剂和鼓气等使污染物上浮，通过离心、加热、盐析等使污染物沉淀，通过蒸发、结晶使污染浓缩。
第二类为化学法，例如，前面用了较多篇幅讨论的酸碱中和反应，沉淀溶解反应，配位反应，氧化还原反应，还有通过使用聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚丙烯酸胺等化学试剂将污染物混凝除去。
第三类为物理化学法，例如，通过活性炭、硅胶、白土等对污染物进行吸附，通过有机溶剂对污染物进行革取，通过树脂、分子筛等对污染物进行离子交换。通过半透膜对污水进行反渗透。
第四类为生物化学法，例如，利用活性污泥中的各类细菌来消化分解含碳、含硫、含氮的多种污染物，利用生物膜来净化污水，在氧化池中使用光合细菌，用污水来灌溉作物让作物和土壤中的微生物来净化污水。
这四类处理方法都需要投资。人们为了生存和发展的同时也在破坏着生存和发展的环境，致使限制了甚至堵死了生存和发展道路。环境保护刻不容缓，环境意识亟待提高。
简单介绍水处理的原则和基本方法。
知识要点：水资源的重要性；重金属元素及其化合物的化学形态与危害。
作业：P176练习题之1、2、3题课后总结：这节课主要学习一些尝试性内容，都是了解性质。
本章小结
知识要点：
电离理论、质子理论和电子理论对酸碱的定义，共轭酸碱对、质子受体、质子给体等概念，电子给体是碱，电子受体是酸；酸碱解离平衡常数和溶液pH值的有关计算，酸碱强弱的比较；
平衡移动规律和同离子效应，缓冲溶液pH值计算，配制缓冲溶液的原则以及缓冲溶液的应用；
pH值的测定方法；
难溶电解质、溶度积的概念，从热力学数据和平衡时溶液中离子浓度计算溶度积；
难溶电解质的类型（AB或A2B，AB2），用溶度积来计算难溶电解质的溶解度大小的方法；
溶度积规则的含义及相关计算，溶度积规则在锅炉清洗、沉淀法处理废水等方面的应用；
可溶性配位化合物在内界与外界间、中心体与配位体间解离的不同情况，配位化合物的分级解离,K不稳，K稳的意义及相互关系；
根据K不稳，K稳来判断配合物间转化关系；
配位化合物的应用；
水污染控制的一些常识。
重点内容：
酸碱、难溶电解质、配合物解离平衡及相关计算。
