八 水溶液課件

第一節(jié)溶液的濃度和溶解度一溶液的基本概念

一種或幾種物質(zhì)以分子、原子或離子狀態(tài)分散于另一種物質(zhì)中所形成的均勻而穩(wěn)定的分散系。被分散的物質(zhì)叫溶質(zhì)，容納分散質(zhì)的物質(zhì)稱為溶劑。溶液的類型：固態(tài)溶液、液態(tài)溶液、氣態(tài)溶液第八章水溶液2022/10/191二溶液的濃度質(zhì)量分?jǐn)?shù)wB=mB/m2.摩爾分?jǐn)?shù)XB=nB/n2022/10/1923.質(zhì)量摩爾濃度

mB=nB/mA4.質(zhì)量濃度

ρB=mB/V5.物質(zhì)的量濃度

CB=nB/V2022/10/193三、溶解度原理相似者相溶：溶質(zhì)與溶劑在結(jié)構(gòu)或極性上相似則彼此互溶液-液相溶固-液相溶氣-液相溶溫度對(duì)溶解度的影響溫度對(duì)固體溶質(zhì)的溶解度有明顯的影響，討論固體溶質(zhì)的溶解度時(shí)必須標(biāo)明溫度。絕大多數(shù)固體的溶解度隨溫度的升高而增大。2022/10/194壓力對(duì)溶解度的影響—亨利(Henry)定律1801年英國(guó)人亨利就揭示了：在中等壓強(qiáng)時(shí)，氣體的溶解度與溶液上面氣相中該氣體的分壓成正比p=Kx(或p=Kc、p=Km)K為亨利常數(shù)（溶解度的單位不同，K的單位不同）當(dāng)氣體的溶解度用單位體積的溶劑中所溶解的氣體的體積表示時(shí)，溶解度與氣體的分壓無(wú)關(guān)2022/10/1951.溶液的蒸氣壓下降⑵.溶液蒸汽壓下降⑴.蒸汽壓蒸發(fā)：在一定條件下，溶液內(nèi)部那些能量較大的分子克服液體表面分子間的引力而逸出的過(guò)程。反之則為凝聚。蒸氣壓：當(dāng)凝聚的速率和蒸發(fā)的速率達(dá)到相等時(shí)，液體和它的蒸氣就達(dá)到平衡狀態(tài)。此時(shí)，蒸氣所具有的壓力叫做該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱蒸氣壓。2022/10/197在液體中加入任何一種難揮發(fā)的物質(zhì)時(shí)，液體的蒸汽壓便下降，在同一溫度下，純?nèi)軇┱羝麎号c溶液蒸汽壓之差，稱為溶液的蒸汽壓下降（?p）。解釋：同一溫度下，由于溶質(zhì)的加入，使溶液中單位體積溶劑蒸發(fā)的分子數(shù)目降低，逸出液面的溶劑分子數(shù)目相應(yīng)減小，因此，在較低的蒸汽壓下建立平衡，即溶液的蒸汽壓比溶劑的蒸汽壓低。⑶.拉烏爾定律根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在一定溫度下，稀溶液的蒸汽壓等于純?nèi)軇┑恼羝麎撼艘匀軇┰谌芤褐械哪柗謹(jǐn)?shù)，即：2022/10/198兩種溶液中水的摩爾分?jǐn)?shù)相同：（蒸氣壓下降引起的直接后果）2.溶液的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降⑴.沸點(diǎn)上升當(dāng)溶液的蒸汽壓下降，要使其沸騰，即蒸汽壓達(dá)到外界壓力，就必須使其溫度繼續(xù)升高△Tbp,達(dá)到新的沸點(diǎn)，才能沸騰。這叫稀溶液的沸點(diǎn)升高。溶液越濃，其△p越大，△Tbp越大，即△Tbp∝△p

。則Kbp

溶劑的摩爾沸點(diǎn)上升常數(shù)m

質(zhì)量摩爾濃度（1kg溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量）2022/10/1910例3.2

已知純苯的沸點(diǎn)是80.2℃，取2.67g萘（C10H8）溶于100g苯中，測(cè)得該溶液的沸點(diǎn)為80.731℃。試求苯的沸點(diǎn)升高常數(shù)。解：萘的摩爾質(zhì)量＝128g·mol-1,△Tbp=0.531K⑵.凝固點(diǎn)下降凝固點(diǎn)：該物質(zhì)的液相蒸氣壓和固相蒸氣壓相等時(shí)的溫度凝固點(diǎn)下降：溶質(zhì)加到溶劑（如水）中，只影響到溶劑（如水）的蒸氣壓下降，而對(duì)固相（如冰）的蒸氣壓沒(méi)有影響。顯然，只有當(dāng)溫度低于純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)時(shí)（對(duì)水而言為0℃），這一溫度就是溶液的凝固點(diǎn)。所以溶液的凝固點(diǎn)總是低于純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)，其降低值為Tfb.2022/10/1911不同溫度時(shí)水和冰的蒸氣壓力

2022/10/1912⑵.滲透壓為維持被半透膜所隔開(kāi)的溶液與純?nèi)軇┲g的滲透平衡而需要的額外壓力2022/10/1914⑶.滲透壓的測(cè)定內(nèi)管是鍍有亞鐵氰化銅[Cu2Fe(CN)6]的無(wú)釉磁管，它的半滲性很好。管的右端與帶活塞的漏斗相連用以加水，左端連結(jié)一毛細(xì)玻璃管，管上有一水平刻度（l）。外管是一般玻璃制的，上方帶口，可以調(diào)節(jié)壓力。若外管充滿糖水溶液，內(nèi)管由漏斗加水至毛細(xì)管液面到達(dá)l處。因內(nèi)管蒸氣壓大于外管，水由內(nèi)向外滲透，液面l就有變化。若在外管上方口處加適當(dāng)壓力p，則可阻止水的滲透，而維持液面l不變。按定義，所加壓力p就是滲透壓2022/10/19151885年，van’tHoff把這些數(shù)據(jù)歸納、比較發(fā)現(xiàn)：難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶液的濃度及熱力學(xué)溫度成正比。若以Π表示滲透壓，c表示濃度，T表示熱力學(xué)溫度，n表示溶質(zhì)的物質(zhì)的量，V表示溶液的體積，則：或說(shuō)明：該方程的形式與理想氣體方程完全相似，R的數(shù)值也完全一樣（SI單位：8.314Pa·m3·mol-1·K-1)，但氣體的壓力和溶液的滲透壓產(chǎn)生的原因是不同的。例3.4

某有機(jī)物9.00g溶于500g水中，測(cè)得水的沸點(diǎn)上升了0.0512℃，求：⑴.該有機(jī)物的摩爾質(zhì)量；⑵.該溶液的凝固點(diǎn)；⑶.若該有機(jī)物中C占0.40，O占0.533，H占0.067，試寫(xiě)出其化學(xué)式。解：⑴2022/10/1917所以M＝180（g·mol-1)⑵.⑶.該有機(jī)物的化學(xué)式應(yīng)為：C6H12O62022/10/1918⑸.滲透作用的應(yīng)用①.反滲透壓的應(yīng)用（海水淡化）②.滲透壓的應(yīng)用（細(xì)胞膜、植物輸水、物質(zhì)化學(xué)式量的測(cè)定等）例3.5

測(cè)得人體血液的冰點(diǎn)降低值?Tfb=0.56℃,求在體溫37℃時(shí)的滲透壓。解：2022/10/1919③.等滲溶液人體血液的平均滲透壓約為780kPa，由于人體有保持滲透壓在正常范圍的要求，因此，對(duì)人體注射或靜脈輸液時(shí)，應(yīng)使用滲透壓與人體內(nèi)的基本相等的溶液。在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)上這種滲透壓相同的溶液稱為等滲溶液。如：5％（0.28mol·dm-3)葡萄糖溶液；0.9％NaCl的生理鹽水。4.理想溶液凡符合四種依數(shù)性定律（蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和滲透壓）的溶液叫做理想溶液。其各組份混合成溶液時(shí)，沒(méi)有熱效應(yīng)和體積的變化。稀溶液近乎理想狀態(tài)，結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)也能形成理想溶液，如：甲醇和乙醇、苯和甲苯等。難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的性質(zhì)（溶液的蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和溶液的滲透壓）與溶于一定量溶劑中的溶質(zhì)摩爾數(shù)成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)（理想溶液都符合該定律）。稀溶液定律（或稱拉烏爾－范特·荷普定律）：2022/10/1920第三節(jié)

電解質(zhì)溶液人們最先認(rèn)識(shí)非電解質(zhì)稀溶液的規(guī)律，然后再逐步認(rèn)識(shí)電解質(zhì)溶液及濃溶液的規(guī)律。1887年，阿倫尼烏斯是這樣在電離理論中解釋這個(gè)現(xiàn)象的：1·電解質(zhì)在水溶液中是電離的2·電離“似乎”又是不完全的3.溶液導(dǎo)電是由于離子遷移引起的2022/10/1921然而，我們知道，強(qiáng)電解質(zhì)離子晶體在水中應(yīng)是完全電離的，那么，這一矛盾又如何解釋呢？強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論1923年，Debye和Hückle提出了強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論，初步解釋了前面提到的矛盾。⑴.離子氛強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中是完全電離的，但離子并不是自由的，存在著“離子氛”。離子氛：每一離子周圍在一段時(shí)間內(nèi)總有一些帶異號(hào)電荷的離子包圍著，這種周圍帶異號(hào)電荷的離子形成了所謂的離子氛。