溶液反应化学 教学大纲

1、溶液反应化学一、课程说明课程编号：050106Z10课程名称：溶液反应化学/ Introduction of solution chemistry课程类别：专业选修课学时/学分：32/2先修课程：无机化学、物理化学、高等数学适用专业：冶金工程教材、教学参考书：1、大俺仁志等著，俞开钰译.溶液反应的化学，高等教育出版社，1985.2、黄子卿主编. 电解质溶液导论，科学出版社，1983.3、黄子卿主编. 非电解质溶液导论，科学出版社，1982.4、Kenneth S Pitzer, Activity coefficient in electrolyte solution,(2nd edition)

2、,CRC press 1991 5、李以圭著，电解质溶液理论，清华大学出版社，2005二、课程设置的目的意义湿法体系是元素提取、分离过程中的重要体系，深入了解组份的溶出、析出、转化行为及界面相互作用规律是工艺优化、新工艺提出的理论基础。本课程系冶金工程专业的选修专业课程之一。通过学习，让学生掌握电解质溶液平均活度系数的计算、扩散系数的分析,并理解非电解质溶液中组份的反应行为，从而加深、拓宽学生的物理化学知识，提高其解决实际问题的能力。三、课程的基本要求知识要求：了解现代溶液理论的发展过程，掌握水的结构、离子水化、缔合、活度、活度系数、渗透系数、过量函数等概念；了解分子间的作用力；了解电解质溶液

3、理论的发展，能应用主要活度系数公式；了解正规溶液主要结论，并初步了解非电解质溶液的相关理论。能力要求：通过该课程的学习，使学生能理解水的结构、分子间相互作用变化规律；通过计算活度系数和扩散系数，能理解电解质反应行为。从而，在新工艺开发、工艺优化等方面合理设计实验、处理数据、解释规律等奠定较扎实的理论基础。并在这一学习过程中，把握凝炼科学问题的方法,初步学会如何解决复杂体系中的工程问题。素质要求：通过课程中的分析、讨论、辩论培养分析沟通交流素质，通过课外阅读和练习提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教

4、学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践第1章水的结构水的性质；水的微观结构；离子对水结构的影响。3讲课2讨论1水的性质；离子对水结构的影响水的微观结构结合日常生活事件、通过讨论，分析水的性质；然后讲授水的微观结构；重点讲解离子对水结构的影响。教学方法：讨论、讲授第2章分子间的相互作用分子间相互作用的种类；势能函数表达式。2讲课2长程力和短程力的分类；范得华力；分子间势能的变化规律；势能函数平均相互作用；势能函数基于传统的静电学，讲解库仑力；然后由易到难讲解其它分子间相互作用力；最后讲势能函数。教学方法：以讲授为主第3章离子互吸理论离子互吸理论的基本假设；理论公式的推导；Debye

5、-Hckel活度系数公式和改进公式；Bromley公式；电解质活度系数的变化规律。5讲课4，研讨1主要概念；平均活度系数和活度的计算；Debye-Hckel活度系数公式的应用离子氛电位；Debye-Hckel活度系数公式理论推导重点讲解离子互吸理论基本假设；再基于Poisson和统计热力学基本原理讲解Debye-Hckel活度系数公式的推导；利用课堂练习讲解Debye-Hckel活度系数公式的应用，分析优缺点；再讲解电解质活度系数的变化规律。教学方法：讲授与课堂练习相结合。第4章离子水化理论离子水化数；Robinson-Stokes离子水化理论基本假设；活度系数公式推导；公式的应用。4讲课3，

6、研讨1Robinson-Stokes离子水化理论基本假设；公式的应用。离子逐级水解理论重点讲解离子水化概念；基于离子互吸理论，引导学生理解离子水化理论，并难过讨论，分析二者的异同；通过练习，讲解公式的应用。教学方法：讲授与讨论、课堂练习相结合。第5章离子缔合理论离子缔合的种类；Bjerrum离子缔合理论；Fuoss离子缔合理论。4讲课3，研讨1离子对、缔合常数和缔合度概念；离子缔合度的计算；离子缔合对活度系数的影响和活度系数计算公式Bjerrum离子缔合理论和Fuoss离子缔合理论公式的推导。先讲概念；再讲Bjerrum离子缔合理论相关假设和公式推导；再讲Fuoss离子缔合理论。最后比较三种理

7、论和公式适用范围。教学方法：讲授与课堂练习相结合第6章Pitzer方程活度系数和渗透系数；过量函数与活度系数、渗透系数间关系；Pitzer方程推导；Pitzer方程应用4讲课3，研讨1过量函数与活度系数、渗透系数间关系；Pitzer方程应用Pitzer方程中的长程力和短程力；理论推导和各参数的取值先讲概念；再讲Pitzer方程中长程力和短程力的处理方式；Pitzer方程的推导；Pitzer方程的应用；最后讲该理论与前四种理论的对比和适用范围。教学方法：讲授与课堂练习相结合第7章电解质溶液扩散扩散力、扩散通量；理想溶液和非理想溶液Fick第一定律的推导；Fick第二定律；扩散的主要理论。4讲课3

8、，研讨1扩散力、理想溶液和非理想溶液的扩散方程；影响扩散的因素。Fick第二定律先讲概念；再推导理想溶液Fick第一定律和非理想溶液Fick第一定律；电解质溶液中影响扩散的因素；然后讲Fick第二定律和两种解；最后简单讲解扩散的主要理论。教学方法：以讲授为主，加入课堂练习第8章正规溶液非电解质溶液特点；正规溶液概念；Scatchard-Hildebrand公式的推导；溶度参数的应用；相似相溶原理4讲课3，研讨1Scatchard-Hildebrand公式；溶度参数；相似者相溶。Scatchard-Hildebrand公式推导先讲非电解质溶液特点；再讲正规溶液和理想溶液区别；再是Scatchard-Hildebrand公式的推导；讨论相似相溶原理；最后讲溶度参数的应用。教学方法：以讲授为主，引入讨论，加入课堂练习。主题讨论2研讨以讨论为主注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求无实践教学安排六、考核方式及成绩评定本课程期末集中考核采用笔试进行，平时成绩采用课堂考勤、课外阅读、作业测评、平时测试、课内讨论等方式考核。平时成绩占总成绩比例为50%，期末集