苏州大学无机化学第四章水溶液

1、第四章第四章 水溶液水溶液第二篇第二篇 水溶液化学原理水溶液化学原理(chemical principles of water solution)第一节第一节 溶液的浓度和溶解度溶液的浓度和溶解度第二节第二节 非电解质稀溶液的通性非电解质稀溶液的通性第三节第三节 电解质溶液电解质溶液本章要求本章要求1、熟悉、熟悉非电解质稀溶液的通性非电解质稀溶液的通性/ /依数性依数性2、了解、了解电解质溶液的性质电解质溶液的性质第一节第一节 溶液的浓度和溶解度溶液的浓度和溶解度( (略略) )说明三点：说明三点： 今后体积摩尔浓度今后体积摩尔浓度c(molarity)的表示统一为的表示统一为平衡浓度用平衡浓

2、度用 表示，如表示，如h+。非平衡浓度用。非平衡浓度用c表示，表示，如如c (h+)。 质量摩尔浓度质量摩尔浓度m/b(molality)单位是单位是mol/kg，其，其中的中的kg是是溶剂的质量溶剂的质量，只有在稀溶液中才能近似为只有在稀溶液中才能近似为cm or b。 气体的溶解度与气体的分压成正比气体的溶解度与气体的分压成正比亨利定律，亨利定律，只适用于理想气体，也就是说，气体溶解在溶剂中不与只适用于理想气体，也就是说，气体溶解在溶剂中不与溶剂发生任何作用（如化学反应或电离）。溶剂发生任何作用（如化学反应或电离）。第二节第二节 非电解质稀溶液的通性非电解质稀溶液的通性 难挥发非电解质稀溶

3、液的性质难挥发非电解质稀溶液的性质溶液的蒸气压下溶液的蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和溶液渗透压，与一定量溶降、沸点上升、凝固点下降和溶液渗透压，与一定量溶剂中所溶解溶质的物质的量成正比（即与溶液的浓度成剂中所溶解溶质的物质的量成正比（即与溶液的浓度成正比，与溶剂的种类和本性无关）。以上性质又称为稀正比，与溶剂的种类和本性无关）。以上性质又称为稀溶液的依数性。溶液的依数性。稀溶液通性稀溶液通性(依数性依数性)：一、溶液的蒸气压下降一、溶液的蒸气压下降拉乌尔定律拉乌尔定律 有三种表述：有三种表述： 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的(饱和饱和)蒸气压等于纯

4、溶剂的蒸气压乘于溶剂的摩尔分数蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘于溶剂的摩尔分数或或与溶剂的摩尔分数成正比。与溶剂的摩尔分数成正比。p = pb*xb 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的(饱和饱和)蒸气压下降与溶质的摩尔分数成正比。蒸气压下降与溶质的摩尔分数成正比。p = pb*xap(h2o)蒸气分子液体分子液体和蒸气处液体和蒸气处于平衡状态，于平衡状态，此时，蒸气所此时，蒸气所具有的压力叫具有的压力叫做该温度下液做该温度下液体的饱和蒸气体的饱和蒸气压，简称蒸气压，简称蒸气压。压。蒸气分子液体分子溶质分子原因在于溶原因在于溶剂的一部分剂的一部分表面被溶质表面被溶

5、质微粒占据，微粒占据，使得单位时使得单位时间内从溶液间内从溶液中蒸发的分中蒸发的分子减少，使子减少，使得溶液的蒸得溶液的蒸发速率降低。发速率降低。 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的(饱和饱和)蒸气压下降近似地与溶液的质量摩尔浓度成正比。蒸气压下降近似地与溶液的质量摩尔浓度成正比。xa=nananb+=nanb=m55.56 p =pb* *m55.56= km其中其中55.6为为1kg水的物质的量，水的物质的量，m为溶液的质量摩尔浓度，为溶液的质量摩尔浓度，k为比例常数。为比例常数。二、溶液的凝固点下降二、溶液的凝固点下降 难挥发非电解质稀溶液的凝固点下

6、降难挥发非电解质稀溶液的凝固点下降tf与溶液的与溶液的质量摩尔浓度质量摩尔浓度m成正比。成正比。tf = kf mkf为溶剂的凝固点下降常数，可查表为溶剂的凝固点下降常数，可查表应用：实验室可以利用上述原理自制制冷剂，见表应用：实验室可以利用上述原理自制制冷剂，见表8-5。三、溶液的沸点上升三、溶液的沸点上升 难挥发的非电解质稀溶液的沸点上升难挥发的非电解质稀溶液的沸点上升tb与溶液与溶液的质量摩尔浓度的质量摩尔浓度m成正比：成正比： tb = kb m kb溶剂的摩尔沸点上升常数，也可查表溶剂的摩尔沸点上升常数，也可查表四、溶液的渗透压四、溶液的渗透压(permeable pressure)

7、 渗透渗透(osmosis)溶剂分子透过半透膜溶剂分子透过半透膜(semi-permeable membrane)有较稀溶液一方向较浓溶液一有较稀溶液一方向较浓溶液一方扩散的现象。方扩散的现象。 难挥发的非电解质稀溶液的渗透压难挥发的非电解质稀溶液的渗透压与溶液的浓度与溶液的浓度c及绝对温度及绝对温度t成正比：成正比：= crt = nrt/v 或或 v = nrt 与理想气体状态方程与理想气体状态方程pv = nrt很相似相似很相似相似渗透压渗透压：为维持被半：为维持被半透膜所隔开的溶液与透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平纯溶剂之间的渗透平衡而需要的额外压力衡而需要的额外压力半透膜半透膜溶

8、液溶液纯水纯水 由渗透压形由渗透压形成的液面差成的液面差第三节第三节 电解质溶液的通性电解质溶液的通性 （1）电解质溶液，或者浓度较大的溶液也与非电电解质溶液，或者浓度较大的溶液也与非电解质稀溶液一样具有溶液蒸气压下降、沸点上升、凝解质稀溶液一样具有溶液蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和渗透压等性质。固点下降和渗透压等性质。但是但是 稀溶液定律所表达的一些依数性与溶液浓度的定稀溶液定律所表达的一些依数性与溶液浓度的定量关系不适用与浓溶液和电解质溶液。量关系不适用与浓溶液和电解质溶液。 原因：浓溶液的溶质微粒较多，溶质微粒之间的相原因：浓溶液的溶质微粒较多，溶质微粒之间的相互影响以及溶质微粒与溶

9、剂分子之间的相互影响大大加互影响以及溶质微粒与溶剂分子之间的相互影响大大加强强同浓度的溶液，沸点高低或渗透压大小的顺序：同浓度的溶液，沸点高低或渗透压大小的顺序：ab型强型强电解质电解质溶液溶液电解电解质溶质溶液液非电解非电解质溶液质溶液a2b或或ab2型强电解型强电解质溶液质溶液蒸气压或凝固点的顺序则相反。蒸气压或凝固点的顺序则相反。（2）离子氛和活度）离子氛和活度 强电解质的实际解离强电解质的实际解离度小于度小于100%，是由于离子，是由于离子氛的存在。氛的存在。 溶液越浓，离子电荷数越大，强电解质的表观解溶液越浓，离子电荷数越大，强电解质的表观解离度（实验测得的解离度）越小。离度（实验测得的解离度）越小。 活度活度有效浓度有效浓度 ：溶液中离子的浓度乘上一个：溶液中离子的浓度乘上一个校正因子校正因子活度因子。活度因子。 = f c ：活度、：活度、f:活度因子、活度因子、c:溶液浓度溶液浓度溶液越稀，溶液越稀，f 11.难溶电