无机08水溶液.ppt

1 溶液 凡两种以上的物质混和形成的均匀稳定的分散体系 叫做溶液 气体溶液 固体溶液 液体溶液溶解过程 溶质分子或离子的离散过程 溶剂化过程溶液的形成伴随随能量 体积 颜色的变化 第八章水溶液 溶液 电解质溶液 非电解质溶液 2 一 难挥发非电解质稀溶液的依数性稀溶液的依数性 只与溶液的浓度有关 而与溶质的本性无关 这些性质包括 蒸气压下降 沸点升高 凝固点下降及渗透压等 3 1 蒸气压下降P69图5 1稀溶液蒸气压下降的实验说明溶液的蒸气压小于纯溶剂的蒸气压 4 实验测定25 C时 水的饱和蒸气压 p H2O 3167 7Pa 0 5mol kg 1糖水的蒸气压则为 p H2O 3135 7Pa 1 0mol kg 1糖水的蒸气压为 p H2O 3107 7Pa 结论 溶液的蒸气压比纯溶剂低 溶液浓度越大 蒸气压下降越多 5 拉乌尔定律 1887年 法国物理学家 在一定温度下 难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数 p 溶液的蒸气压 pA 纯溶剂的蒸气压 XA溶剂的摩尔分数 设溶质的摩尔分数为XB p 纯溶剂蒸气压与稀溶液蒸气压之差 6 对于稀溶液 溶剂物质的量nA远远大于溶质物质的量nB 即nA nB 结论 难挥发性的非电解质稀溶液 蒸气压下降数值只取决于溶剂的本性 K 及溶液的质量摩尔浓度m 设溶液的浓度以1000g溶剂 水 中含的溶质物质的量nB为单位 则溶液的质量摩尔浓度m为m nB mol kg 1 nA 1000 18 55 5mol XB nB nA m 55 5 7 2 沸点上升沸点 液体的沸点是指其蒸气压等于外界大气压力时的温度 溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压 溶液的沸点升高Tb 为纯溶剂的沸点 Tb为溶液的沸点 Kb 溶剂沸点上升常数 决定于溶剂的本性 与溶剂的摩尔质量 沸点 汽化热有关 Kb 溶液的浓度m 1mol kg 1时的溶液沸点升高值 Tb Kb m 8 3 凝固点下降凝固点 在标准状况下 纯液体蒸气压和它的固相蒸气压相等时的温度为该液体的凝固点 溶液蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压 溶液凝固点会下降 Kf 溶剂凝固点降低系数 m 溶质的质量摩尔浓度 凝固点下降原理的应用图5 4溶液凝固点下降 9 4 渗透压半透膜 可以允许溶剂分子自由通过而不允许溶质分子通过 溶剂透过半透膜进入溶液的趋向取决于溶液浓度的大小 溶液浓度大 渗透趋向大 溶液的渗透压 由于半透膜两边的溶液单位体积内水分子数目不同而引起稀溶液溶剂分子渗透到浓溶液中的倾向 为了阻止发生渗透所需施加的压力 叫溶液的渗透压 渗透压平衡与生命过程的密切关系 给患者输液的浓度 植物的生长 人的营养循环 10 Van tHoff 范特霍夫 结论 蒸气压下降 沸点上升 凝固点下降 渗透压都是难挥发的非电解质稀溶液的通性 它们只与溶剂的本性和溶液的浓度有关 而与溶质的本性无关 与理想气体方程无本质联系 渗透压 V 溶液体积 R 气体常数 n 溶质物质的量 c 体积摩尔浓度 T 温度 R 8 388J mol 1 K 1 11 例8 1 已知20 C时水的蒸气压为2333Pa 将17 1g某易溶难挥发非电解质溶于100g水中 溶液的蒸气压为2312Pa 试计算该物质摩尔质量 解 设该物质的摩尔质量为M 则溶质的质量摩尔浓度为 12 例8 2 已知烟草中的有害成分尼古丁的实验式是C5H7N 将496mg尼古丁溶于10 0g水中 所得溶液在105Pa下沸点100 17 C 求尼古丁的分子式 解 尼古丁摩尔质量为M 则 分子式为C10H14N2 13 例8 3 谷氨酸分子式为 COOHCH NH2 CH2 2COOH 取0 749g谷氨酸溶于50 0g水中 测的凝固点为 0 188 C 试求水溶剂的凝固点下降常数kf 解 14 例8 4 有一蛋白质 摩尔质量在12000左右 试比较沸点上升法及渗透压法测定它的分子量之误差 解 沸点上升法 设取1 00g蛋白质样品 溶于100g水中 并在20 C下测定 Tb 则 15 渗透压法 取1 00g蛋白质样品 溶于100g水中 并在20 C下测定 Tb 则 16 小结 1 蒸气压下降 2 沸点上升 3 凝固点下降 4 渗透压 Tb Kb m 17 自测题 计算题1 12分 取2 50g葡萄糖 分子量180 溶解在100g乙醇中 乙醇的沸点升高了0 143 C 而某有机物2 00g溶于100g乙醇中 沸点升高了0 125 C 已知乙醇的Kf 1 86K Kg mol 1 求 1 该有机物的乙醇溶液 Tf是多少 并与 Tb值相比较 2 在20 C 该有机物乙醇溶液的渗透压是多少 18 二 电解质溶液强电解质 理论上 电离数据表明 对于正负离子都是一价的电解质 如KNO3 NaCl 其 Tf 实 较为接近 而且近似为计算值 Tf的2倍 正负离子为二价的电解质溶液的实验值 Tf 实 与计算值 Tf 计 比值较一价的小 电解质溶液越浓 实验值与计算值比值越小 19 1923年 Debye及H ckel提出离子氛 ionicatmosphere 概念 观点 强电解质在溶液中是完全电离的 但是由于离子间的相互作用 每一个离子都受到相反电荷离子的束缚 这种离子间的相互作用使溶液中的离子并不完全自由 其表现是 溶液导电能力下降 电离度下降 依数性异常 20 1 离子强度 ci 溶液中第i种离子的浓度 Zi 第i种离子的电荷离子强度 表示了离子在溶液中产生的电场强度的大小 离子强度越大 正负离子间作用力越大 21 2 活度与活度系数活度 是指有效浓度 即单位体积电解质溶液中表现出来的表观离子有效浓度 即扣除了离子间相互作用的浓度 以a activity 表示 f 活度系数 稀溶液中 f 1 极稀溶液中 f接近1 22 表5 3数据表明 离子强度越大 离子间相互作用越显著 活度系数越小 离子强度越小 活度系数约为1 稀溶液接近理想溶液 活度近似等于浓度 离子电荷越大 相互作用越强 活度系数越小 f 活度系数 Z1 Z2分别表示离子电荷 为溶液离子强度 23 三有效数字及其运算规则 1有效数字的意义及位数2有效数字的修约规则3计算规则4分析化学中数据记录及结果表示 24 三有效数字及其运算规则 1有效数字的意义及位数有效数字 significantfigure实际能测到的数字 在有效数字中 只有最后一位数是不确定的 可疑的 有效数字位数由仪器准确度决定 它直接影响测定的相对误差 25 三有效数字及其运算规则 26 三有效数字及其运算规则 零的作用 在1 0008中 0 是有效数字 在0 0382中 0 定位作用 不是有效数字 在0 0040中 前面3个 0 不是有效数字 后面一个 0 是有效数字 在3600中 一般看成是4位有效数字 但它可能是2位或3位有效数字 分别写3 6 103 3 60 103或3 600 103较好 27 三有效数字及其运算规则 倍数 分数关系 无限多位有效数字 pH pM lgc lgK等对数值 有效数字的位数取决于小数部分 尾数 位数 因整数部分代表该数的方次 如pH 11 20 有效数字的位数为两位 9以上数 9 00 9 83 4位有效数字 28 三有效数字及其运算规则 2有效数字的修约规则 四舍六入五成双 规则 当测量值中修约的那个数字等于或小于4时 该数字舍去 等于或大于6时 进位 等于5时 5后面无数据或是0时 如进位后得偶数则进位 舍去后得偶数则舍去 5后面有数时 进位 修约数字时 只允许对原测量值一次修约到所需要的位数 不能分次修约 四舍六入五成双 规则的最大优点是避免了数据偏向一边的倾向 29 1 2有效数字及其运算规则 有效数字的修约 0 32554 0 32550 36236 0 362410 2150 10 22150 65 150 675 5 7616 0851 16 09 Anal Chem ZSU 30 三有效数字及其运算规则 3计算规则 加减法 当几个数据相加减时 它们和或差的有效数字位数 应以小数点后位数最少的数据位依据 因小数点后位数最少的数据的绝对误差最大 例 0 0121 25 64 1 05782 绝对误差 0 0001 0 01 0 00001在加合的结果中总的绝对误差值取决于25 64 0 01 25 64 1 06 26 71 31 三有效数字及其运算规则 乘除法 当几个数据相乘除时 它们积或商的有效数字位数 应以有效数字位数最少的数据位依据 因有效数字位数最少的数据的相对误差最大 例 0 0121 25 64 1 05782 相对误差 0 8 0 4 0 009 结果的相对误差取决于0 0121 因它的相对误差最大 所以0 0121 25 6 1 06 0 328 32 三有效数字及其运算规则 4分析化学中数据记录及结果表示 记录测量结果时 只保留一位可疑数据分析天平称量质量 0 000Xg滴定管体积