无机化学课件：第八章 水溶液

1、第八章 水溶液8-1 溶液的浓度和溶解度一、溶液的浓度1、 物质的量浓度定义：溶质的物质的量除以溶液的体积。表示：cB nB/V单位：molL-1 , mmolL-1 , molL-12、质量浓度 定义：溶质B的质量mB与溶液的体积V之比，表示：B = mB/V单位：kgm-3，gL-1，mgL-1，gL-13、摩尔分数（物质的量分数或物质的量比）定义：物质B的物质的量与混合物的物质的量之比表示：xB nB/ ni （ ni 为混合物的物质的量）若溶液由溶质B和溶剂A组成，则xB nB/（ nB nA)xA nA/（ nB nA)xB+ xA1 （即溶液中各物质摩尔分数之和等于1）4、质量摩尔

2、浓度定义：溶质B的物质的量除以溶剂的质量表示： bB nB/ mA单位： mol kg-1由于质量摩尔浓度与温度无关，因此在物理化学中广泛应用。5、质量分数（质量百分浓度）定义：溶质 B的质量对溶液质量的分数表示：=mB/m100单位：二、溶解度定义：一定温度和压力下溶质在一定量溶剂中形成饱和溶液时，被溶解的溶质的量称为该溶质的溶解度。习惯表示：100g溶剂中所能溶解的物质的最大克数。几种溶液组成标度的相互换算例：20，将117 g的NaCl溶于650 g的水中，溶液的体积为720 ml，求此溶液中NaCl的物质的量浓度，质量浓度，质量摩尔浓度，摩尔分数，质量分数。（已知NaCl的摩尔质量为5

3、8.5 gmol-1）8-2 非电解质稀溶液依数性溶液的性质有两类：一类：由溶质的本性决定，如：密度，颜色，导电性，酸碱性。另一类：由溶质粒子数目的多少决定。如：溶液的渗透压，溶液的蒸气压下降，沸点升高，凝固点降低，这些性质称为依数性。一、溶液的蒸气压下降1、蒸汽压的概念液相单位时间内蒸发出的气体分子数和由气相返回到液相内的分子数相等，气液两相处于平衡状态时的气相所具有的压力叫该溶液的蒸汽压。蒸汽压用符号p表示,单位帕(Pa)或千帕(kPa) 。几点说明：（1）不同的物质有不同的蒸气压。（2）同一物质的蒸气压随温度升高而增大。（3）固体也具有一定的蒸汽压,但大多数固体蒸汽压都很小，0时，冰的蒸

4、汽压为0.6106 kPa。（4）根据蒸汽压大小，区分难挥发性物质及易挥发性物质。2、溶液的蒸汽压下降实验结果表明：含有难挥发性溶质（如葡萄糖）的溶液的蒸气压低于纯溶剂的蒸气压，该现象即蒸气压下降。原因 ：溶剂的部分表面被难挥发性溶质占据，因此单位时间逸出液面的溶剂分子数相应减少 纯溶剂 多溶 液少3、 规律：对于难挥发性非电解质稀溶液，蒸气压下降符合Raoult定律。p = p0 xA 对于只含一种溶质的稀溶液： p = p0（1 xB)p = p0 - p = p0 xBp = p0 - p K bB说明：一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的

5、本性无关。溶剂的物质的量分数二、溶液的沸点升高1、 沸点的概念一定温度下，当液体的蒸气压等于外压时，液体沸腾，这时的温度称为沸点。2、溶液的沸点升高实验表明，溶液的沸点要高于纯溶剂的沸点，这一现象称为溶液的沸点升高。原因：溶液的蒸气压低于纯溶剂的蒸气压。4、Tb 与bB 的关系：Tb = Kb bB 上式表明一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的沸点升高与溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。式中 Kb为溶剂的沸点升高常数，它只与溶剂的本性有关。3、稀溶液的沸点升高与蒸汽压下降成正比：Tb = K p三、 溶液的凝固点降低1、凝固点的概念物质的固相的蒸气压与它的液相蒸气压相等时的温度，即

6、凝固点。（例如水开始结冰的温度） 2、 溶液的凝固点下降 (1) 难挥发性非电解质稀溶液的凝固点Tf总比纯溶剂的凝固点低。原因：溶液的蒸气压下降。 (2) 对难挥发性非电解质稀溶液而言，凝固点降低正比于溶液的质量摩尔浓度，而与溶质的本性无关。Tf =Kf bB （Kf 为溶剂的凝固点降低常数） 溶液的沸点升高和凝固点降低的性质还有许多实际应用，汽车散热器的冷却水中常加入适量乙二醇或甘油，既可以防止冬天水结冰，又可以防止夏天水沸腾。 利用溶液的沸点升高和凝固点降低都可测定溶质的相对分子质量，相比教而言，凝固点降低法的应用更广泛。例、将 0.900 g 某物质溶于 60.0 g 水中 , 使溶液的

7、凝固点降低了 0.150 , 求该物质的相对分子质量 (水的 Kf = 1.86 Kkgmol-1 )四、渗透现象和渗透压力1、渗透现象实验将蔗糖溶液与水用半透膜隔开，不久可见蔗糖溶液液面不断上升，说明水分子不断透过半透膜进入溶液中。我们把溶剂水分子透过半透膜进入溶液的自发过程称为渗透。不同浓度的两溶液用半透膜隔开，都有渗透现象发生。 2、渗透现象产生的原因由于蔗糖分子不能透过半透膜，而溶剂水分子可以自由通过半透膜。膜两侧单位体积内溶剂水分子数目不等，单位时间内由纯溶剂进入蔗糖溶液中的水分子数目比由蔗糖溶液进入纯溶剂中的数目多。其净结果是使蔗糖溶液一侧液面升高，溶液的浓度降低。 3、 渗透压力

8、：溶液体积逐渐增大，液面不断上升，产生的液体压力逐渐增大，在该压力作用下，溶液中的溶剂分子在单位时间内透过半透膜的数目增多。当液面上升到一定高度，单位时间内从半透膜两侧透过的溶剂分子数目相等，溶液液面不再上升，体系达到渗透平衡。 纯水糖水 h纯水糖水溶液增高的这部分水的静压力就是溶液的渗透压。渗透压：在一定的温度下，恰能阻止渗透发生所需施加的外压力，称为该溶液的渗透压。用符号表示。vant Hoff定律（稀溶液的渗透压力方程式） V = nRT = cB RT例： 人体血浆的凝固点为-0.501 ,正常人体温度为37 ，人体血液的渗透压是多少？83 电解质溶液一、强电解质和弱电解质1、电解质：

9、 溶于水中或熔融状态下能导电的化合物。强电解质： 在水溶液中能完全解离成离子的化合物。弱电解质： 在水中只能部分解离成离子。2、强电解质稀溶液的依数性（1）强电解质的依数性比理论计算值大。 原因：电解质在水溶液中有一部分自发地电离成带电荷的粒子，使其含有的粒子数比同浓度非电解质多。（2）计算强电解质稀溶液的依数性时，必须引入一个校正因子。 Tb = i Kb bBTf = i Kf bB = i CBRT i bB RT (校正因子i是一“分子”电解质解离出的粒子个数。） 3、解离度定义：指电解质达到解离平衡时，已解离的分子数和原有的分子总数之比。表示： （已解离的分子数）/（原有分子总数）通常按解离度的大小，把质量摩尔浓度为0.1 molkg-1的电解质溶液中：解离度大于30%的称为强电解质；解离度小于5%的称为弱电解质；解离度介于5%30%的称为中强度电解质。二、强电解质溶液理论要点（1）强电解质在水中是全部解离的。（2）离子间通过静电力相互作用，每一个离子都被周围电荷相反的离子包围，形成离子氛。 *由于离子氛的存在，离子间相互作用而互相牵制，强电解质溶液中的离子并不是独立的自由离子，不能完全自由运动，因而不能百分百地