水溶液化学：溶液通性、酸碱平衡与水处理

# 水溶液化学
## 溶液通性
### 非电解质稀溶液
#### 通性特征
- 蒸气压下降
  - 拉乌尔定律：Δp = p_A^0 x_B
  - 解释：溶质分子占据溶剂表面，降低溶剂蒸发速率
- 沸点升高
  - 公式：ΔT_b = K_b b_B
  - 原理：蒸气压下降导致沸点升高
- 凝固点降低
  - 公式：ΔT_f = K_f b_B
  - 应用：如汽车防冻液
- 渗透压
  - 公式：Π = cRT
  - 生物意义：维持细胞形状
### 电解质溶液
#### 依数性
- 偏离现象
  - 离子间相互作用影响
#### 离子氛与活度系数
- 影响离子有效浓度（活度）

## 酸碱解离平衡
### 酸碱基本概念
#### 质子理论
- 酸是质子供体，碱是质子受体
#### 共轭酸碱对
- 相互转化关系：HA ⇌ H^+ + A^-
### 解离平衡性质
#### 解离常数
- K_a、K_b 表示解离程度
#### 解离度
- 已解离分子数与总分子数比
### 缓冲溶液
#### 组成与类型
- 弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸
#### 作用原理
- 抵抗 pH 变化
#### pH 计算
- pH = pK_a + lg(共轭碱/弱酸)
#### 应用实例
- 维持生物体内 pH 稳定，化学实验中控制反应 pH

## 难溶电解质的多相离子平衡
### 溶度积与平衡
#### 反应表达式
- A_m B_n s ⇌ mA^(n+) + nB^m aq
- K_sp = [A^(n+)]^m[B^m]^n
#### 溶度积意义
- 衡量难溶电解质的溶解能力
### 溶度积规则
#### 离子积与溶度积比较
- Q_i > K_sp：产生沉淀
- Q_i < K_sp：沉淀溶解
- Q_i = K_sp：饱和溶液状态
#### 沉淀过程
- 沉淀生成条件
  - 控制 Q_i 大于 K_sp
- 沉淀溶解条件
  - 加入酸或络合剂
- 沉淀转化
  - 通过不同溶度积实现转化

## 水的净化与废水处理
### 水的净化技术
#### 沉淀法
- 自然沉淀与絮凝沉淀去除悬浮物
#### 过滤法
- 砂滤、活性炭过滤等净化手段
#### 消毒技术
- 使用氯气或紫外线进行消毒杀菌
### 废水处理原理
#### 物理处理方法
- 格栅、沉淀、气浮等分离技术
#### 化学处理法
- 中和反应、氧化还原、混凝沉淀
#### 生物处理工艺
- 微生物分解有机物（好氧与厌氧处理）