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1 绪论1

1.1 水化学研究的范围和方法1

1.2 水化学的意义2

1.3 天然水3

1.3.1 大气水3

1.3.2 地表水4

1.3.3 地下水4

1.4 工业用水5

1.5 生活用水5

1.6 废水6

习题6

2 化学反应的基本原理7

2.1 化学热力学7

2.1.1 化学热力学基本定律7

2.1.2 吉布斯函数与化学反应方向8

2.1.3 化学平衡与化学反应进行的程度11

2.2 溶液热力学14

2.2.1 溶液的基本概念14

2.2.2 溶液的基本定律15

2.2.3 溶液类型16

2.2.4 活度和实际溶液的校正17

2.2.5 水溶液中离子和分子的非理想行为17

2.3 化学反应动力学20

2.3.1 化学反应速率20

2.3.2 速率方程21

2.3.3 温度对化学反应速率的影响和阿伦尼乌斯公式22

2.3.4 反应的活化能和催化剂23

2.3.5 反应机理24

2.3.6 经验速率方程26

习题28

3 酸碱平衡30

3.1 酸碱的意义30

3.2 酸碱电离30

3.2.1 水的电离与离子积31

3.2.2 酸和碱的电离常数32

3.2.3 酸碱的离子分率33

3.3 酸碱平衡的计算35

3.3.1 酸碱平衡计算方法35

3.3.2 溶液中H＋浓度的计算36

3.4 酸碱平衡的双对数图算47

3.4.1 酸碱平衡双对数图算方法47

3.4.2 酸碱平衡双对数图算法的应用51

3.4.3 图算法的温度和离子强度校正53

3.5 酸碱滴定方程54

3.5.1 用强碱滴定酸55

3.5.2 用强酸滴定共轭碱56

3.5.3 滴定方程通式56

3.5.4 多元酸的滴定57

3.5.5 酸碱滴定例题58

3.6 酸碱缓冲溶液的缓冲强度58

习题61

4 碳酸和碳酸盐平衡63

4.1 概述63

4.2 天然水中的碱度和酸度63

4.2.1 碱度和酸度的意义63

4.2.2 天然水的碱度和酸度64

4.3 天然水中的碳酸平衡66

4.3.1 封闭水溶液体系的碳酸平衡67

4.3.2 开放水溶液体系的碳酸平衡68

4.3.3 碳酸平衡例题69

4.4 碳酸盐平衡75

4.4.1 封闭水溶液体系的碳酸盐平衡75

4.4.2 开放水溶液体系的碳酸盐平衡77

4.5 天然水体的缓冲能力78

4.6 水质的稳定性（结垢倾向）的判别78

4.6.1 朗格利尔（Langelier）指数法78

4.6.2 沉淀势80

习题81

5 配合作用83

5.1 概述83

5.1.1 单核配合物和多核配合物83

5.1.2 简单配合物和螯合物84

5.2 配合平衡的基本函数84

5.2.1 配合物累积稳定常数与逐级稳定常数84

5.2.2 配合离子分率87

5.2.3 平均配位数90

5.3 配位反应的速率91

5.4 水溶液中配合物的稳定性91

5.5 水溶液中的羟基配合物95

5.5.1 pH值对金属离子羟基配合平衡的影响96

5.5.2 金属离子总浓度对羟基配合平衡的影响97

5.6 其他无机配位体配合物98

5.7 有机配位体配合物101

5.7.1 螯合剂NTA的配合作用102

5.7.2 腐殖质的配合作用106

5.8 溶液的稀释度和pH值对配合体系中配合度的影响108

5.8.1 稀释度的影响108

5.8.2 pH值的影响108

5.9 共存金属离子对配合平衡的影响110

5.10 有机配位体对重金属迁移的影响111

5.10.1 影响颗粒物（悬浮物或沉积物）对重金属的吸附111

5.10.2 影响重金属化合物的溶解度113

习题113

6 氧化和还原115

6.1 氧化还原基础115

6.1.1 氧化还原电对和氧化还原电位115

6.1.2 标准电极电位与条件电极电位116

6.2 电子活度及氧化还原计算118

6.2.1 电子活度118

6.2.2 pe与氧化还原电位的关系118

6.2.3 pe与氧化还原平衡计算119

6.3 氧化还原体系pc-pe图121

6.3.1 Fe3＋-Fe2＋-H2O体系121

6.3.2 SO24--HS--H2O体系121

6.3.3 无机氮化合物的氧化还原转化123

6.4 氧化还原体系pe-pH图124

6.4.1 天然水体的pe-pH图125

6.4.2 氯水溶液的pe-pH图126

6.5 固-液平衡体系的pe-pH图128

6.5.1 Fe(OH)3(s)、Fe(OH)2(s)-Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)-H2O体系的pe-pH图128

6.5.2 Pb(s)-PbO-H2O体系的pe-pH图130

6.6 金属腐蚀132

6.6.1 腐蚀电池133

6.6.2 浓差电池134

6.6.3 腐蚀的控制134

6.7 高级氧化技术136

6.7.1 臭氧高级氧化技术137

6.7.2 Fenton试剂高级氧化技术140

习题142

7 相间作用144

7.1 表面张力和表面自由能144

7.2 气体在水中的溶解与挥发145

7.2.1 亨利定律与气体在水中的溶解度145

7.2.2 双膜理论与水中有机污染物的挥发作用147

7.3 固体的沉淀与溶解150

7.3.1 沉淀与溶解动力学150

7.3.2 固体物质的溶解度、溶度积和条件溶度积151

7.3.3 两种固体在水中的平衡转化165

7.3.4 几种典型固体物质的溶解-沉淀平衡166

7.4 水环境中颗粒物的吸附作用170

7.4.1 吸附等温线和等温式171

7.4.2 吸附速率与吸附活化能172

7.4.3 沉积物中重金属的释放173

7.5 水中颗粒物的聚集174

7.5.1 胶体颗粒凝聚的基本原理和方式174

7.5.2 胶体颗粒絮凝动力学176

7.6 膜化学178

7.6.1 膜及膜传递178

7.6.2 膜极化和膜污染、劣化181

习题183

附录186

参考文献193