八 水溶液课件

第一节溶液的浓度和溶解度一溶液的基本概念

一种或几种物质以分子、原子或离子状态分散于另一种物质中所形成的均匀而稳定的分散系。被分散的物质叫溶质，容纳分散质的物质称为溶剂。溶液的类型：固态溶液、液态溶液、气态溶液第八章水溶液2022/10/191二溶液的浓度质量分数wB=mB/m2.摩尔分数XB=nB/n2022/10/1923.质量摩尔浓度

mB=nB/mA4.质量浓度

ρB=mB/V5.物质的量浓度

CB=nB/V2022/10/193三、溶解度原理相似者相溶：溶质与溶剂在结构或极性上相似则彼此互溶液-液相溶固-液相溶气-液相溶温度对溶解度的影响温度对固体溶质的溶解度有明显的影响，讨论固体溶质的溶解度时必须标明温度。绝大多数固体的溶解度随温度的升高而增大。2022/10/194压力对溶解度的影响—亨利(Henry)定律1801年英国人亨利就揭示了：在中等压强时，气体的溶解度与溶液上面气相中该气体的分压成正比p=Kx(或p=Kc、p=Km)K为亨利常数（溶解度的单位不同，K的单位不同）当气体的溶解度用单位体积的溶剂中所溶解的气体的体积表示时，溶解度与气体的分压无关2022/10/1951.溶液的蒸气压下降⑵.溶液蒸汽压下降⑴.蒸汽压蒸发：在一定条件下，溶液内部那些能量较大的分子克服液体表面分子间的引力而逸出的过程。反之则为凝聚。蒸气压：当凝聚的速率和蒸发的速率达到相等时，液体和它的蒸气就达到平衡状态。此时，蒸气所具有的压力叫做该温度下液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。2022/10/197在液体中加入任何一种难挥发的物质时，液体的蒸汽压便下降，在同一温度下，纯溶剂蒸汽压与溶液蒸汽压之差，称为溶液的蒸汽压下降（∆p）。解释：同一温度下，由于溶质的加入，使溶液中单位体积溶剂蒸发的分子数目降低，逸出液面的溶剂分子数目相应减小，因此，在较低的蒸汽压下建立平衡，即溶液的蒸汽压比溶剂的蒸汽压低。⑶.拉乌尔定律根据实验结果，在一定温度下，稀溶液的蒸汽压等于纯溶剂的蒸汽压乘以溶剂在溶液中的摩尔分数，即：2022/10/198两种溶液中水的摩尔分数相同：（蒸气压下降引起的直接后果）2.溶液的沸点上升和凝固点下降⑴.沸点上升当溶液的蒸汽压下降，要使其沸腾，即蒸汽压达到外界压力，就必须使其温度继续升高△Tbp,达到新的沸点，才能沸腾。这叫稀溶液的沸点升高。溶液越浓，其△p越大，△Tbp越大，即△Tbp∝△p

。则Kbp

溶剂的摩尔沸点上升常数m

质量摩尔浓度（1kg溶剂中所含溶质的物质的量）2022/10/1910例3.2

已知纯苯的沸点是80.2℃，取2.67g萘（C10H8）溶于100g苯中，测得该溶液的沸点为80.731℃。试求苯的沸点升高常数。解：萘的摩尔质量＝128g·mol-1,△Tbp=0.531K⑵.凝固点下降凝固点：该物质的液相蒸气压和固相蒸气压相等时的温度凝固点下降：溶质加到溶剂（如水）中，只影响到溶剂（如水）的蒸气压下降，而对固相（如冰）的蒸气压没有影响。显然，只有当温度低于纯溶剂的凝固点时（对水而言为0℃），这一温度就是溶液的凝固点。所以溶液的凝固点总是低于纯溶剂的凝固点，其降低值为Tfb.2022/10/1911不同温度时水和冰的蒸气压力

2022/10/1912⑵.渗透压为维持被半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡而需要的额外压力2022/10/1914⑶.渗透压的测定内管是镀有亚铁氰化铜[Cu2Fe(CN)6]的无釉磁管，它的半渗性很好。管的右端与带活塞的漏斗相连用以加水，左端连结一毛细玻璃管，管上有一水平刻度（l）。外管是一般玻璃制的，上方带口，可以调节压力。若外管充满糖水溶液，内管由漏斗加水至毛细管液面到达l处。因内管蒸气压大于外管，水由内向外渗透，液面l就有变化。若在外管上方口处加适当压力p，则可阻止水的渗透，而维持液面l不变。按定义，所加压力p就是渗透压2022/10/19151885年，van’tHoff把这些数据归纳、比较发现：难挥发非电解质稀溶液的渗透压与溶液的浓度及热力学温度成正比。若以Π表示渗透压，c表示浓度，T表示热力学温度，n表示溶质的物质的量，V表示溶液的体积，则：或说明：该方程的形式与理想气体方程完全相似，R的数值也完全一样（SI单位：8.314Pa·m3·mol-1·K-1)，但气体的压力和溶液的滲透压产生的原因是不同的。例3.4

某有机物9.00g溶于500g水中，测得水的沸点上升了0.0512℃，求：⑴.该有机物的摩尔质量；⑵.该溶液的凝固点；⑶.若该有机物中C占0.40，O占0.533，H占0.067，试写出其化学式。解：⑴2022/10/1917所以M＝180（g·mol-1)⑵.⑶.该有机物的化学式应为：C6H12O62022/10/1918⑸.渗透作用的应用①.反渗透压的应用（海水淡化）②.渗透压的应用（细胞膜、植物输水、物质化学式量的测定等）例3.5

测得人体血液的冰点降低值∆Tfb=0.56℃,求在体温37℃时的渗透压。解：2022/10/1919③.等渗溶液人体血液的平均渗透压约为780kPa，由于人体有保持渗透压在正常范围的要求，因此，对人体注射或静脉输液时，应使用渗透压与人体内的基本相等的溶液。在生物学和医学上这种渗透压相同的溶液称为等渗溶液。如：5％（0.28mol·dm-3)葡萄糖溶液；0.9％NaCl的生理盐水。4.理想溶液凡符合四种依数性定律（蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和渗透压）的溶液叫做理想溶液。其各组份混合成溶液时，没有热效应和体积的变化。稀溶液近乎理想状态，结构相似的物质也能形成理想溶液，如：甲醇和乙醇、苯和甲苯等。难挥发非电解质稀溶液的性质（溶液的蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和溶液的渗透压）与溶于一定量溶剂中的溶质摩尔数成正比，而与溶质的本性无关（理想溶液都符合该定律）。稀溶液定律（或称拉乌尔－范特·荷普定律）：2022/10/1920第三节

电解质溶液人们最先认识非电解质稀溶液的规律，然后再逐步认识电解质溶液及浓溶液的规律。1887年，阿伦尼乌斯是这样在电离理论中解释这个现象的：1·电解质在水溶液中是电离的2·电离“似乎”又是不完全的3.溶液导电是由于离子迁移引起的2022/10/1921然而，我们知道，强电解质离子晶体在水中应是完全电离的，那么，这一矛盾又如何解释呢？强电解质溶液理论1923年，Debye和Hückle提出了强电解质溶液理论，初步解释了前面提到的矛盾。⑴.离子氛强电解质在水溶液中是完全电离的，但离子并不是自由的，存在着“离子氛”。离子氛：每一离子周围在一段时间内总有一些带异号电荷的离子包围着，这种周围带异号电荷的离子形成了所谓的离子氛。