基础化学自然界的物质.PDFVIP

基礎化學講義 編者：陳義忠 7 基礎化學 第二章 自然界的物質 水：分子式為 H O ，即為2 個 H 原子與 1 個 O 原子結合而成，水為一極性 2 分子，且為一良好之溶劑。 水的特性: 1. 物理特性： (1) 常溫常壓下為一無色、無臭的透明液體 (2) 正常沸點為 100℃，正常凝固點為 0℃ 3 (3) 4℃時，密度最大為 1g/cm (4) 水結冰時，因為水分子間氫鍵作用而 形成空洞結構，使體積變大，密度變 小 ，故冰浮於水上。(河水結冰時 ，上 層結冰 ，而下層不結冰 ，故水中生物 仍可生存。) 2. 化學特性： + + - -14 (1) 水可部份解離成 H – 及 OH ，在1atm 25℃時［ H ］•［OH ］=10 。 (2) 水與活性大的金屬作用會產生 H 。(2Na + 2 H O → 2 NaOH + H ) 2 2 2 (3) 金屬氧化物若可溶於水呈鹼性。非金屬氧化物若可溶於水呈酸性。(氧化 物若不溶於水則呈中性) (4) 水的三相點 ：P = 0.0055atm, t = 0.01℃ t t 基礎化學講義 編者：陳義忠 8 正常沸點：P = 1.00atm, t =100℃ b b 臨界點：Pc = 219atm, tc = 374℃ 水質的軟化： 1. 硬水：水中含有鈣、鎂離子的可溶性酸性碳酸鹽、碳酸鹽、氯化物或硫酸鹽。 (1) 暫時硬水：加熱煮沸可產生白色碳酸鹽鍋垢沈澱。 (2) 永久硬水：加熱則產生難溶的硫酸鹽鍋垢。 2. 硬水的軟化： 方法 原理(以 Ca2+為例) 適用水質 煮沸法 Ca(HCO ) → CaCO ↓+ CO + H O 暫時 3 2 3 2 2 - 2+ 加入熟石灰 Ca(OH)2 + 2HCO3 +Ca → 2CaCO3 ↓+ 暫時 2H2O 2+ 2- 加入碳酸鈉 Ca + CO3 → CaCO3 ↓ 暫時、永久 蒸餾法 收集水蒸氣冷凝後的水(但空氣中之 暫時、永久 CO2 仍易再溶入水中) 基礎化學講義 編者：陳義忠 9 陽離子交換法 (1) 天然泡沸石(NaZ) 暫時、永久 2+ + 2NaZ + Ca → CaZ + 2Na