溶液与离子平衡PPT课件

1 第二章溶液与离子平衡 SolutionsandIonicEquilibrium 本章重点 溶液的通性和稀溶液的依数性弱电解质溶液中的解离平衡第难溶电解质的溶解平衡配合物和配位平衡 2 第一节溶液一 基本概念 一种 或几种 物质的微小粒子分散在另一种物质中 分散系被分散的物质叫做分散质起分散作用的物质叫做分散剂浊液 雾气粗分散系泡沫d 100nm粉尘胶体 多相分散系 溶胶 1 d 100nm分子 离子 分散系 溶液 单相分散系 d 1nm粗分散系有时也被划分为胶体体系大分子分散系一般为溶液 但部分呈现胶体性质 粒子大小接近 低分子物质所形成的溶液叫做低分子溶液 简称溶液 悬浊液乳浊液 分散系 s g l g g l s l l l 3 4 5 6 二 溶液组成的表示方法 4 溶质B的物质的量分数某组分B的量与各组分物质的量之和的比值 即xB xB又称为B的摩尔分数5 溶质B的体积分数 气体 B m g NaOH M 溶于H2O形成密度为r的V体积的溶液 则 1 质量分数 2 量浓度 3 质量摩尔浓度 量分数 7 非挥发 非电解质 稀溶液的这些性质的大小与溶质的本性无关 仅与溶质的粒子 分子或离子 数有关 因而称其为 具有这种特征的稀 溶液的依数性 第二节 稀溶液的依数性 溶有不同溶质的溶液通常具有不同的性质 如颜色 酸碱性 导电性等 但有些性质 却是所有溶液所共有的 如蒸气压下降 沸点上升 凝固点下降以及渗透压 这些溶液所共有的性质称为溶液的通性 8 液 气平衡时蒸气的压力称为液体的 饱和 蒸气压 其值受温度影响 how 外压影响很小 1 溶液的蒸气压下降 饱和蒸气压 H2O l H2O g K p H2O p 9 H2O l H2O g T PG l G g T dT P dPG l dG l G g dG g dG l dG g 已知dG SdT Vdp则 S l dT V l dp S g dT V g dp S g S l dT V g V l dpdp dT S g S l V g V l p H g H l T nRTdp p Hm RT2 dT定积分ln p2 p1 Hm R 1 T1 1 T2 温度与蒸汽压的关系 克拉贝隆方程ClapeyronEquation 单组分体系 忽略液或固相体积 气体符合理想气体 11 2 溶液的沸点上升和凝固点下降 给定条件下 液气存在平衡 相平衡 对于液相表现为挥发 蒸发 对于气相表现为凝结当蒸气压力等于外界压力时 液体发生沸腾现象 此时的温度称为沸点 显然沸点随外压而变 给定条件下 纯 物质的固液之间也存在平衡 对于固相表现为熔化 对于液相表现为凝固 此时的温度称为熔点 固 或凝固点 液 固液平衡时固相和液相的蒸汽压相等 P T 12 2 溶液的沸点上升和凝固点下降 101325Pa 蒸汽压Pa tfptofp tbptobp 水 冰 水溶液 温度 所降低的温度就是凝固点下降 所提高的温度就是沸点上升 13 tbp Kbp bB tfp Kfp bB tbp tfp 沸点上升和凝固点降低 量纲 Kbp Kfp 溶剂的沸点上升和凝固点降低常数 量纲 kg molbB 物质B的质量摩尔浓度 量纲 mol kg 14 15 16 3 溶液的渗透压半透膜 只允许溶剂通过 不允许溶质通过 17 渗透压 被半透膜隔开的溶液 溶剂会通过膜而进入较浓的溶液一侧 浓溶液变稀 液面上升 直至渗透平衡 18 当溶液由半透膜与纯溶剂隔开后就产生渗透现象 若在溶液一侧外加一个大于渗透压的压力时 水不仅不从溶剂向溶液中渗透 反而从溶液向纯溶剂中扩散 这种现象称反渗透 反渗透技术主要寻找一种高强度的耐高压半透膜 近年来研制了由尼龙或醋酸纤维制成的合成薄膜用于反渗透装置 使用这种装置的脱盐工厂每天可生产数千吨的淡水 19 20 1 难挥发非电解质浓溶液的依数性浓溶液虽然也具有一定的蒸气压下降 沸点上升 凝固点下降和渗透压等性质 然而由于在溶液中溶质分子较多 分子间的相互影响增大 因此 在浓溶液中不存在稀溶液定律所表明的定量关系 2 电解质溶液的依数性电解质溶液也具有蒸气压下降 沸点上升 凝固点下降和一定的渗透压等性质 电解质在溶液中电离 其中粒子数显著增加 故上述性质要比相同浓度的非电解质溶液变化大得多 不存在稀溶液定律所表明的定量关系 3 胶体溶液粒子数目显著减小 同样也不遵从稀溶液定律 21 22 0 1mol kg 1糖的水溶液 0 1mol kg 1甲醇的水溶液 0 1mol kg 1甲醇的苯溶液 例题 下列溶液凝固点的高低顺序 相同浓度的下列溶液沸点顺序是 Al2 SO4 3FeCl3CaCl2MgSO4 23 甲醇视为弱电解质 则 Kfp 水 1 86 kg mol 1 tfp 水 0 0 Kfp 苯 5 12 kg mol 1 tfp 苯 5 5 糖的水溶液 t kb 0 186tfp 0 0 186 0 186 甲醇的苯溶液 t kb 0 512tfp 5 5 0 512 4 988 3 1 和 2 因此 凝固点由高到低的顺序是 3 1 2 解 溶液的凝固点决定于 溶剂 Kfp 和粒子 分子或离子 浓度 1 0 1mol kg 1糖的水溶液 2 0 1mol kg 1甲醇的水溶液 3 0 1mol kg 1甲醇的苯溶液 24 例298K时某溶质23g溶于300g乙醇中 其蒸汽压为37 5kPa 已知乙醇在298K时的蒸汽压为39 2kPa 求溶质的相对分子量 蒸气压降低 分子量 任何非电解质 p p xb M 78 61 25 例298g水中溶有25g某有机物 该溶液在 3 0 结冰 求该有机物的摩尔质量 凝固点降低 Tf Kf bBKf 1 86bB 1000 25 M 2980 3 Kfb 1 86b