化工与健康 第五讲 水的化学精选PPT.ppt
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1、化工与健康 第五讲 水的化学第1页,此课件共89页哦l播放纯净水视频播放纯净水视频第2页,此课件共89页哦水的生活化学Live Chemistry of Water 水与日常生活水与日常生活 水的净化与优化水的净化与优化 饮料饮料 水资源的开发与利用水资源的开发与利用第3页,此课件共89页哦1水与日常生活水与日常生活地球形成的初期,大规模的火山爆发释放出大地球形成的初期,大规模的火山爆发释放出大量挥发性气体,这些气体的主要成分是水蒸气量挥发性气体,这些气体的主要成分是水蒸气(约约占占75以上以上)、二氧化碳、氮和其它微量气体。水、二氧化碳、氮和其它微量气体。水蒸气凝结为液态的水汇聚在地壳表面的
2、低洼处,便蒸气凝结为液态的水汇聚在地壳表面的低洼处,便形成了现今地球上的海洋和天然湖泊。对于活的有形成了现今地球上的海洋和天然湖泊。对于活的有机体的生存来说,水是关键性的,人不吃饭可以活机体的生存来说,水是关键性的,人不吃饭可以活两个多月,而不喝水只能活几天。两个多月,而不喝水只能活几天。第4页,此课件共89页哦1.1活的有机体中水的分布与生物学功能活的有机体中水的分布与生物学功能有机体有机体含水量含水量()有机体有机体含水量含水量()海生无脊椎动物海生无脊椎动物97鱼鱼82人胎儿人胎儿(1月月)93瘦肉瘦肉76成年人体成年人体70水果水果80细胞原生质细胞原生质细胞原生质细胞原生质8080蔬
3、菜蔬菜蔬菜蔬菜8989体液体液95黄瓜黄瓜95神经组织神经组织神经组织神经组织8484土豆土豆土豆土豆7575哺乳类动物哺乳类动物65陆地草类植物陆地草类植物8090牛奶牛奶88乳酪乳酪35第5页,此课件共89页哦人体中水的分布人体中水的分布细胞中的水细胞中的水占体重的占体重的占体重的占体重的4040细胞外的液体占体重的细胞外的液体占体重的15血浆血浆血浆血浆中的水占体重的中的水占体重的中的水占体重的中的水占体重的5 5第6页,此课件共89页哦水有许多生物学上的功能水有许多生物学上的功能水在消化和新陈代谢的化学反应中起着很大作用水在消化和新陈代谢的化学反应中起着很大作用:水通过血液将营养和氧气
4、输送到细胞,并从细胞中水通过血液将营养和氧气输送到细胞,并从细胞中把废物带走。把废物带走。没有水,我们将被自己体内的废物毒杀。没有水,我们将被自己体内的废物毒杀。没有水,我们将被自己体内的废物毒杀。没有水,我们将被自己体内的废物毒杀。第7页,此课件共89页哦水有保持溶解状态的钠和钾的能力,这对传送电水有保持溶解状态的钠和钾的能力,这对传送电脉冲使肌肉和神经活跃是不可缺少的,因此,水在体液脉冲使肌肉和神经活跃是不可缺少的,因此,水在体液和细胞的酸碱平衡上起着主要作用。和细胞的酸碱平衡上起着主要作用。人体内到处无时不在进行的化学反应所释放的热,人体内到处无时不在进行的化学反应所释放的热,在调节体温
5、始终保持在在调节体温始终保持在37中水起着主要作用。中水起着主要作用。第8页,此课件共89页哦我们体内的水同时又是一个减震器,脑有液体我们体内的水同时又是一个减震器,脑有液体(大部分是水)包围着,它可免受震荡,同样人体的骨(大部分是水)包围着,它可免受震荡,同样人体的骨骼、关节、器官和神经也有液体润滑,使我们在固体的骼、关节、器官和神经也有液体润滑,使我们在固体的世界中生活时,身体不致因必须承受无数震荡而受到伤世界中生活时,身体不致因必须承受无数震荡而受到伤害。害。第9页,此课件共89页哦水就象自然界中的溪流和潮汐一样,流入、流过而又流出。水就象自然界中的溪流和潮汐一样,流入、流过而又流出。水
6、就象自然界中的溪流和潮汐一样,流入、流过而又流出。水就象自然界中的溪流和潮汐一样,流入、流过而又流出。那流动、润滑、温暖、消热的水,那溶解着又携带着那流动、润滑、温暖、消热的水,那溶解着又携带着滋养我们的各种分子滋养我们的各种分子(或离子或离子)的水,才是生命得以生存的的水,才是生命得以生存的源泉。源泉。第10页,此课件共89页哦趣题讨论趣题讨论趣题讨论趣题讨论1 1:想想看你的饮水够量吗?:想想看你的饮水够量吗?:想想看你的饮水够量吗?:想想看你的饮水够量吗?水水有有许许多多生生物物学学上上的的功功能能,对对于于人人的的生生存存来来说说,水水的的作作用用仅仅次次于于空空气气。然然而而大大多多
7、数数人人都都不不知知道道自自己己每每天天应应该该喝喝多多少少量量的的水水,事事实实上上我我们们当当中中有有许许多多人人都都在在脱脱水水状状态态下下生生存存着着。水水有有许许多多生生物物学学上上功功能能,如如果果饮饮水水不不够够量量,那那么么人人体体的的生生理理机机能能的的每每一一部部分分都都有有可可能能受受损损害害。现现实实生生活活中中就就有有许许多多人人由由于于喝喝水水不不足足量量而而导导致致脂脂肪肪堆堆积积、肌肌肉肉松松弛弛、消消化化和和其其它它器器官官功功能能下下降降、体体内内毒毒素素增增加加、肌肌肉肉和和关关节节疼疼痛痛、水水的的滞滞留留量量增增加加等等。等等。第11页,此课件共89页
8、哦人只有感到口渴了,才会去喝水。人只有感到口渴了,才会去喝水。那那那那么么么么人人人人为为为为什什什什么么么么会会会会感感感感到到到到口口口口渴渴渴渴呢呢呢呢?原原原原来来来来人人人人体体体体组组组组织织织织液液液液中中中中钠钠钠钠离离离离子子子子浓浓浓浓度度度度的的的的正正正正常常常常值值值值为为为为137137毫毫毫毫摩摩摩摩尔尔尔尔/升升升升,当当当当体体体体液液液液中中中中钠钠钠钠浓浓浓浓度度度度比比比比正正正正常常常常值值值值高高高高2 2毫毫毫毫摩摩摩摩尔尔尔尔/升升升升时时时时,就就就就会会会会有有有有一一一一种种种种化化化化学学学学信信信信号号号号流流流流经经经经脑脑脑脑的的的
9、的饮饮饮饮水水水水中中中中枢枢枢枢,再再再再由由由由脑脑脑脑中中中中枢枢枢枢向向向向口口口口和和和和喉喉喉喉发发发发出出出出一一一一种种种种信信信信号号号号,此此此此时时时时口口口口和和和和喉喉喉喉的的的的神神神神经经经经组组组组织织织织就就就就会会会会使使使使我我我我们们们们感感感感到到到到口口口口渴渴渴渴,于于于于是是是是我我我我们们们们开开开开始始始始喝喝喝喝水水水水,并并并并使使使使钠钠钠钠离离离离子子子子浓浓浓浓度度度度恢恢恢恢复复复复到到到到正正正正常常常常值,这样渴就解了。值,这样渴就解了。值,这样渴就解了。值,这样渴就解了。第12页,此课件共89页哦那么我们每天究竟需喝多少量水
10、呢?这里有一个简单的公式那么我们每天究竟需喝多少量水呢?这里有一个简单的公式那么我们每天究竟需喝多少量水呢?这里有一个简单的公式那么我们每天究竟需喝多少量水呢?这里有一个简单的公式可以用于估算:一个不需剧烈运动的健康人,每天的饮水量约为可以用于估算:一个不需剧烈运动的健康人,每天的饮水量约为可以用于估算:一个不需剧烈运动的健康人,每天的饮水量约为可以用于估算:一个不需剧烈运动的健康人,每天的饮水量约为每公斤体重每公斤体重每公斤体重每公斤体重3333毫升水;而对于一个运动员来说,每天的饮水量约毫升水;而对于一个运动员来说,每天的饮水量约毫升水;而对于一个运动员来说,每天的饮水量约毫升水;而对于一
11、个运动员来说,每天的饮水量约是健康人的是健康人的是健康人的是健康人的4/34/3倍。这样,一个健康人每天至少需要喝倍。这样,一个健康人每天至少需要喝倍。这样,一个健康人每天至少需要喝倍。这样,一个健康人每天至少需要喝810810杯水,杯水,杯水,杯水,每杯水约每杯水约每杯水约每杯水约230230毫升。体胖者每超出理想体重毫升。体胖者每超出理想体重毫升。体胖者每超出理想体重毫升。体胖者每超出理想体重1111公斤,就应该比正常公斤,就应该比正常公斤,就应该比正常公斤,就应该比正常的健康人多喝一杯水。的健康人多喝一杯水。的健康人多喝一杯水。的健康人多喝一杯水。第13页,此课件共89页哦O1.2水的结
12、构和特性水的结构和特性HH0.096nm105-水的结构(水蒸气中)水的结构(水蒸气中)第14页,此课件共89页哦氧原子的电负性比氢原子的电负性大,每个氧原子的电负性比氢原子的电负性大,每个氧原子的电负性比氢原子的电负性大,每个氧原子的电负性比氢原子的电负性大,每个OOHH共价键都共价键都共价键都共价键都是极性的,而水分子的是极性的,而水分子的是极性的,而水分子的是极性的,而水分子的“V V”形结构使得整个分子呈现极性,形结构使得整个分子呈现极性,其中氧分子在负极一端,氢原子在正极一端其中氧分子在负极一端,氢原子在正极一端。在水中,氢和氧的电负性之差很大,使得在水中,氢和氧的电负性之差很大,使
13、得H2 2O中的成键中的成键电子显著偏离氢原子,因此电子显著偏离氢原子,因此H2OO分子中体积很小的氢原子几乎分子中体积很小的氢原子几乎分子中体积很小的氢原子几乎分子中体积很小的氢原子几乎就象赤裸裸的质子,这种氢原子就能被另一个分子内的氧原子就象赤裸裸的质子,这种氢原子就能被另一个分子内的氧原子就象赤裸裸的质子,这种氢原子就能被另一个分子内的氧原子就象赤裸裸的质子,这种氢原子就能被另一个分子内的氧原子所吸引,即形成氢键。所吸引,即形成氢键。所吸引,即形成氢键。所吸引,即形成氢键。第15页,此课件共89页哦氢键决定了水具有异常特性,如高的熔点与沸点,高的气氢键决定了水具有异常特性,如高的熔点与沸
14、点,高的气氢键决定了水具有异常特性,如高的熔点与沸点,高的气氢键决定了水具有异常特性,如高的熔点与沸点,高的气化热、溶化热与比热等。化热、溶化热与比热等。化热、溶化热与比热等。化热、溶化热与比热等。氢原子氧原子水分子中氢键的形成水分子中氢键的形成水分子中氢键的形成水分子中氢键的形成第16页,此课件共89页哦化合物化合物化合物化合物 分子量分子量分子量分子量 熔点熔点熔点熔点熔解热熔解热熔解热熔解热沸点沸点沸点沸点蒸发热蒸发热蒸发热蒸发热偶极矩偶极矩偶极矩偶极矩()(kJ.mol)(kJ.mol-1-1)()(kJ.mol-1)(dB)(dB)H2 2O180.06.0210040.671.84
15、H H2 2S34-85.52.38-60.318.661.10S34-85.52.38-60.318.661.10H H2Se81-65.72.51-41.319.330.4H2 2Te130-514.18-2.223.220.2Te130-514.18-2.223.226pH6,铁离子与水中腐植酸反应生成溶于水的有色化合物,铁离子与水中腐植酸反应生成溶于水的有色化合物,铁离子与水中腐植酸反应生成溶于水的有色化合物,铁离子与水中腐植酸反应生成溶于水的有色化合物。第44页,此课件共89页哦 高分子胶凝高分子胶凝高分子胶凝高分子胶凝剂剂剂剂如聚丙如聚丙如聚丙如聚丙烯酰烯酰烯酰烯酰胺胺胺胺:CH2
16、 CH n CONH2 分子量都很高,主链很长,所生成的絮状体比无机胶凝剂所形分子量都很高,主链很长,所生成的絮状体比无机胶凝剂所形分子量都很高,主链很长,所生成的絮状体比无机胶凝剂所形分子量都很高,主链很长,所生成的絮状体比无机胶凝剂所形成的絮状体的沉降速度快,可提高胶凝沉淀设备处理能力。成的絮状体的沉降速度快,可提高胶凝沉淀设备处理能力。成的絮状体的沉降速度快,可提高胶凝沉淀设备处理能力。成的絮状体的沉降速度快,可提高胶凝沉淀设备处理能力。第45页,此课件共89页哦 吸附与离子交换吸附与离子交换吸附与离子交换吸附与离子交换活性炭吸附(颗粒状活性炭吸附(颗粒状活性炭吸附(颗粒状活性炭吸附(颗
17、粒状):):):):大量孔隙,比表面积高大量孔隙,比表面积高。作用:痕量氯或其它氧化剂作用:痕量氯或其它氧化剂作用:痕量氯或其它氧化剂作用:痕量氯或其它氧化剂,微生物,微生物,微生物,微生物,去味、去臭和,去味、去臭和,去味、去臭和,去味、去臭和 去除其它杂质。去除其它杂质。2Cl2Cl2 2(aq)(aq)C(s)C(s)HH2 2OOCO2 2(aq)4H+(aq)(aq)4Cl4Cl-(aq)特点:除氯能力非常大,去除水中有机物的能力有限特点:除氯能力非常大,去除水中有机物的能力有限再生:再生:1000高温高温 曝气法去除水中某些臭味杂质,如曝气法去除水中某些臭味杂质,如曝气法去除水中某
18、些臭味杂质,如曝气法去除水中某些臭味杂质,如HH2 2S等。等。第46页,此课件共89页哦 离子交离子交换树换树脂脂一种不溶于水的具有网一种不溶于水的具有网一种不溶于水的具有网一种不溶于水的具有网络结络结络结络结构的固体构的固体构的固体构的固体颗颗颗颗粒状高分子共聚物,粒状高分子共聚物,粒状高分子共聚物,粒状高分子共聚物,它能它能它能它能够够够够从水中吸附某种阳离子或者阴离子,而把本身所含的另外从水中吸附某种阳离子或者阴离子,而把本身所含的另外从水中吸附某种阳离子或者阴离子,而把本身所含的另外从水中吸附某种阳离子或者阴离子,而把本身所含的另外一种一种一种一种带带带带有相同有相同有相同有相同电电
19、电电荷的离子交荷的离子交荷的离子交荷的离子交换换换换下,并放出到水中去。下,并放出到水中去。下,并放出到水中去。下,并放出到水中去。简单简单模型模型:带电带电带电带电荷的海荷的海荷的海荷的海绵绵绵绵状、状、状、状、三维三维三维三维空空间间网状网状结结构构。离子交换法去除水中的离子即可制得纯水离子交换法去除水中的离子即可制得纯水离子交换法去除水中的离子即可制得纯水离子交换法去除水中的离子即可制得纯水去离子水去离子水去离子水去离子水 特点:去离子水的电导仅为普通蒸馏水电导的特点:去离子水的电导仅为普通蒸馏水电导的1/10。第47页,此课件共89页哦趣题讨论趣题讨论5:石头具有保健功能吗?:石头具有
20、保健功能吗?你你见见过过形形状状如如饭饭团团一一样样,质质地地十十分分疏疏松松的的石石头头吗吗?它它的的俗俗名名叫叫作作做做“麦麦饭饭石石”因因因因其其其其具具具具有有有有保保保保健健健健功功功功能能能能,被被被被誉誉誉誉为为为为“保保健健石石头头”。它它是是我我国国特特有有的的瑰瑰宝宝,分分布布在在我我国国北北部部和和中中部部地地区区,尤尤其其以以内内蒙蒙古古自自治治区区奈奈曼曼旗旗平平顶顶山山的的麦麦饭饭石石的的质质量为最优,其储量估计约量为最优,其储量估计约1700万吨。万吨。麦麦麦麦饭饭饭饭石石石石为为为为什什什什么么么么具具具具有有有有保保保保健健健健功功功功能能能能呢呢呢呢?原原原
21、原来来来来麦麦麦麦饭饭饭饭石石石石中中中中含含含含有有有有5959种种种种元元元元素素素素,其其其其中中中中1818种种种种元元元元素素素素是是是是人人人人体体体体所所所所必必必必需需需需的的的的微微微微量量量量元元元元素素素素,如如如如钾钾钾钾、钠钠钠钠、钙钙钙钙、镁镁镁镁、硅硅硅硅、铝铝铝铝、铁铁铁铁、锌锌锌锌、铜铜铜铜锰锰锰锰等等等等元元元元素素素素,这这这这些些些些天天天天然然然然营营营营养养养养元元元元素素素素对对对对改改改改善善善善人人人人体体体体进进进进状状状状况况况况具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的作作作作用用用用。当当当当采采采采用用用用麦麦麦麦饭饭饭饭石石石石处处处
22、处理理理理水水水水时时时时,它能吸附水中的有机物和无它能吸附水中的有机物和无它能吸附水中的有机物和无它能吸附水中的有机物和无第48页,此课件共89页哦机机物物,与与水水中中离离子子进进行行离离子子交交换换,除除去去水水中中对对人人体体健健康康有有害害的的物物质质,如如铬铬、镉镉、铅铅、汞汞、氰氰化化物物等等,同同时时释释放放出出对对人人体体健康有益的微量元素,从而发挥出保健功能。健康有益的微量元素,从而发挥出保健功能。用用用用麦麦麦麦饭饭饭饭石石石石水水水水制制制制成成成成的的的的酒酒酒酒、醋醋醋醋、酱酱酱酱油油油油、可可可可口口口口饮饮饮饮料料料料等等等等有有有有味味味味道道道道好好好好,杂
23、杂杂杂质质质质少少少少等等等等优优优优点点点点;用用用用麦麦麦麦饭饭饭饭石石石石浸浸浸浸出出出出液液液液制制制制成成成成的的的的化化化化妆妆妆妆品品品品不不不不含含含含铅铅铅铅、汞汞汞汞、砷砷砷砷等等等等有有有有害害害害物物物物质质质质,而而而而它它它它所所所所含含含含的的的的微微微微量量量量元元元元素素素素能能能能促促促促进进进进皮皮皮皮肤肤肤肤血血血血液液液液循循循循环环环环,调调调调节节节节新新新新陈陈陈陈代代代代谢谢谢谢,提提提提高高高高皮皮皮皮肤肤肤肤弹弹弹弹性性性性,使使使使皮皮皮皮肤肤肤肤丰丰丰丰满满满满而而而而富富富富有有有有活活活活力力力力,从从从从而而而而延延延延缓缓缓缓皮
24、皮皮皮肤肤肤肤衰衰衰衰老老老老,增增增增进进进进皮皮皮皮肤肤肤肤的的的的健健健健美美美美等等等等。因因因因此此此此,麦麦麦麦饭饭饭饭石石石石被被被被誉誉誉誉为为为为“保保保保健健健健石石石石头头头头”不足为奇。不足为奇。不足为奇。不足为奇。第49页,此课件共89页哦 蒸馏与反渗透法蒸馏与反渗透法 蒸馏:古老的方法,太阳能蒸馏器的蒸馏技术。蒸馏:古老的方法,太阳能蒸馏器的蒸馏技术。蒸馏:古老的方法,太阳能蒸馏器的蒸馏技术。蒸馏:古老的方法,太阳能蒸馏器的蒸馏技术。反渗透:通过反渗透膜把水反渗透:通过反渗透膜把水反渗透:通过反渗透膜把水反渗透:通过反渗透膜把水(溶剂溶剂溶剂溶剂)从溶液中分离出来的
25、从溶液中分离出来的从溶液中分离出来的从溶液中分离出来的一种方法。一种方法。一种方法。一种方法。应用:应用:应用:应用:海水淡化,硬水软化以及维生素、抗菌素等的海水淡化,硬水软化以及维生素、抗菌素等的海水淡化,硬水软化以及维生素、抗菌素等的海水淡化,硬水软化以及维生素、抗菌素等的浓缩等。浓缩等。渗透:渗透:水透过半透膜向溶液方向迁移的现象。水透过半透膜向溶液方向迁移的现象。动力动力渗透压渗透压反渗透:溶液上方外加压力大于水的渗透压,水从溶反渗透:溶液上方外加压力大于水的渗透压,水从溶反渗透:溶液上方外加压力大于水的渗透压,水从溶反渗透:溶液上方外加压力大于水的渗透压,水从溶液中向纯水方向迁移,此
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