第二章 溶液学习课件

第二章溶液教学要求掌握：（1）溶液浓度的表示方法，各种浓度之间的换算。（2）稀溶液依数性内容、概念和本质。（3）渗透压的产生条件和渗透方向。了解：（1）稀溶液依数性的计算和在生产生活中的意义。（2）电解质在水中的存在状态。（3）强电解质溶液理论、离子氛、活度、活度系数、离子强度等概念。第一节溶液的浓度溶液：一种物质以分子、原子或离子状态分散于另一种物质中所构成的均匀而又稳定的分散体系。

1.质量分数：溶质Ｂ的质量mB与溶液质量m之比，符号为wB

公式：wB=mB/m2.摩尔分数：某物质的物质的量与混合物总物质的量之比。公式：第一节溶液的浓度3.质量摩尔浓度：溶质B的物质的量除以溶剂的质量

符号为bB

公式：bB=nB/mA(mol·kg-1)4.质量浓度(密度)

：溶质B的质量mB除以溶液的体积V

符号为ρB

公式：ρB=mB/V(常用g·L-1)第一节溶液的浓度5.物质的量浓度：物质B的物质的量nB除以混合物的体积V，符号为CB

公式：CB=nB/V(常用mol·L-1)第一节溶液的浓度6.比例浓度：将固体溶质1g或液体1cm3配制成xcm3溶液，符号为1:x。例如：1:1000的高锰酸钾溶液是指将1g高锰酸钾加水溶解成1000cm3的溶液。【例2-1】欲配制1.0mol•dm-3的硫酸溶液0.50dm3，需取用ρ=1.84g•cm-3，98%的浓硫酸多少cm3？解：设需取浓硫酸xcm3。

因为稀释前后溶液中溶质含量不变，则0.50dm3×1.0mol•dm-3×98g•mol-1＝x×1.84g•cm-3×98%x=27.17cm3答：需取用浓硫酸27cm3。第一节溶液的浓度第二节稀溶液的依数性煮沸的鸡汤很烫？冰镇可乐很爽？施肥过多会使作物枯萎？海鱼不能生活在淡水中？教学要求掌握：（1）稀溶液依数性内容、概念和本质。（2）渗透压的产生条件和渗透方向。了解：稀溶液依数性的计算和在生产生活中的意义。第二节稀溶液的依数性各种溶液各有其特性，但有几种性质是一般稀溶液所共有的.这类性质与浓度有关，或者是与溶液中的“粒子数”也就是一定量溶液中所含溶质分子的数目，而与溶质的本性无关，Ostwald称其为“依数性”.这里非常强调溶液是“难挥发的”，“非电解质的”和“稀的”这几个定语的.物质Tb/℃

Tf/℃

20℃/(g·cm-3)纯水100.000.000.99820.5mol·kg

-1糖水100.27-0.931.06870.5mol·kg

-1尿素水溶液100.24-0.941.0012溶液的几种性质与水的比较稀溶液的依数性溶液的蒸气压下降溶液的沸点升高溶液的凝固点降低溶液的渗透压（一）纯溶剂的蒸气压一、溶液的蒸气压下降

液相气相蒸发凝聚（液化）

气相的溶剂分子也会接触到液面并被吸引到液相中，这一过程称为凝聚蒸发：一、溶液的蒸气压下降

在一定的温度下，将某纯溶剂放在密闭容器中，由于分子的热运动，液面上一部分动能较高的溶剂分子将自液面逸出，扩散到液面上部的空间，形成气相的溶剂分子，这一过程称为蒸发凝聚：与液相处于平衡时的蒸气所具有的压力称为该温度下的饱和蒸气压(VaporPressure)----p，单位Pa或kPa。饱和蒸气压：a.与物质的本质有关,物质不同,蒸气压不同。b.与温度有关，温度高，蒸气压就大；若温度低，则蒸气压低。一、溶液的蒸气压下降

物质分类(根据蒸气压)：

a.易挥发性物质：蒸气压大。

b.难挥发性物质：蒸气压小。固体也可以直接蒸发为气体，因此，固体也有蒸气压，但是除了冰、碘、樟脑和萘等，其他固体的p都很小。（二）稀溶液的蒸气压下降(本质)溶剂分子难挥发溶质分子(a)纯溶剂(p)(b)溶液(p0)

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）。稀溶液的蒸气压下降原因

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.溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压(p

<p0),这就是溶液的蒸气压下降。定量关系：拉乌尔定律1.定义：一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸汽压与溶剂的摩尔分数呈正比，而与溶质的本性无关。2.数学表达式：Δp=

p0

–

p

＝p0

xB-----①

在稀溶液中，nA>>nB,nA+nB≈nA：

Δp=p0

xB

≈p0.

=KbB-----------②

K：溶剂的p0和其摩尔质量MAΔp：溶质的质量摩尔浓度bB成正比，与溶质的本性无关。

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)及溶质的质量摩尔浓度bB

。【例】已知293K时水的饱和蒸气压为2.338kPa。将6.840g蔗糖（C12H22O11）溶于100.0g水中，蔗糖溶液的质量摩尔浓度是多少？蒸气压是多少？解：已知p0

＝2.338kPa，蔗糖的摩尔质量为342.0g.mol-1则nB=6.840g/342.0g.mol-1=0.0200mol

bB＝

nB/mA=0.02mol/0.10kg=0.2000mol.kg-1＝0.9964p=p0

xA

＝2.338kPa×0.9964=2.330kPa

答：蔗糖溶液的质量摩尔浓度是0.2000mol.kg-1，蒸气压是2.330kPa

。沸点的定义（T）b:液体沸腾过程中的温度，p=p外时的温度。正常沸点：外压为101.3kPa时的沸点。如水为373.15k。P外↗，沸点↗。2.

溶液的沸点升高：溶液的沸点要高于相应纯溶剂的沸点的现象。二、溶液的沸点升高第二节稀溶液的依数性3.溶液的沸点升高原理图纯溶剂溶液Tb0Tb1atmPa.纯溶剂的沸点：恒定b.溶液的沸点：不恒定→恒定；一般指刚沸腾时的温度。

二、溶液的沸点升高4.定量关系：ΔTb=Tb–Tb0=KbbB

Kb为溶剂的摩尔沸点升高常数，只与溶剂的本性有关(参考P17表2-1)。小结：难挥发性的非电解质稀溶液的沸点升高只与溶质的bB有关，而与溶质的本性无关。二、溶液的沸点升高【例】葡萄糖1.09克溶于20.0克水中，所得溶液的沸点升高了0.156K，求葡萄糖的摩尔质量。（理论值为180g.mol-1）答：葡萄糖的摩尔质量为182g

.mol-1。解：查表得，水的Kb

＝0.52K.kg

.mol-1。三、溶液的凝固点降低1.

凝固点的定义（Tf

）：Ps=Pl时的温度2.溶液的凝固点：溶液的蒸气压与固态溶剂的蒸气压相等时的温度。

在273K时，水(l)

冰(S)（101325Pa时）

0.610

kPa

0.610

kPaSample3.溶液的凝固点降低原理图纯溶剂溶液Tf0TfP固相T三、溶液的凝固点降低4.定量关系：ΔTf=Tf0–Tf

=Kf

bB

Kf：溶剂的摩尔凝固点降低常数，只与溶剂的本性有关。由上式可知，难挥发性的非电解质稀溶液的凝固点降低只与溶质的bB有关，而与溶质的本性无关。

三、溶液的凝固点降低【例】取0.149g谷氨酸溶于50.0g水，测得凝固点为-0.188℃,试求谷氨酸的摩尔质量。解：由所以M＝148（gּmol-1）

按谷氨酸的分子式【COOHCH·(CH2)2·COOH】计算，其摩尔质量应为147gּmol-1。

三、溶液的凝固点降低5.凝固点下降的应用实例：i.冬天在汽车水箱中加甘油或乙二醇降低水的凝固点，防止水箱炸裂；积雪路面洒盐防滑。ii.盐和冰的混合物可做冷却剂：冰浴，冷冻食品的运输。

30gNaCl＋100g水：250.6K42.5gCaCl2＋100g水：218Kiii.测定分子的相对分子质量三、溶液的凝固点降低（一）渗透现象和渗透压纯水在纯水中加入少许蔗糖

扩散现象：在任何纯溶剂与溶液之间或两种浓度的溶液相互接触时都可发生。四、溶液的渗透压多孔性薄膜：水分子可自由通过，而蔗糖分子不能通过。－－半透膜第二节稀溶液的依数性h甲－开始渗透，V左>>V右丙－渗透平衡，V左＝V右乙－渗透进行，V左>V右π渗透压力：为维持只允许溶剂通过的膜所隔开的溶液与溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力。(π)/wlhx/wlkc/lesson/lesson3_5.htm半透膜：细胞膜、萝卜皮、肠衣、蛋衣、玻璃纸、羊皮纸、人造火棉胶膜等，不同的种类有不同的孔径，即通过的分子种类不同。产生渗透现象的必要条件：①半透膜；②膜两侧单位体积内溶剂分子数不相等(或浓度不相等)。渗透特点：稀溶液→浓溶液溶剂分子迁移渗透产生原因：溶液的蒸气压下降。反渗透：使渗透作用逆向进行的过程。用于从海水中快速提取淡水和废水治理中除去有毒有害物质。四、溶液的渗透压1866年，Van’tVoff定律：

πV=nRT

π=C

RT

由上式可知，难挥发性的非电解质稀溶液的渗透压只与溶质的C有关，而与溶质的本性无关。Van’tVoff因发现化学动力学和渗透压定律而于1901年获得世界上第1个诺贝尔化学奖。

二、渗透压力的计算四、溶液的渗透压【例】将2.00g蔗糖(C12H22O11)溶于水，配成50.0ml溶液，求溶液在37℃时的渗透压力。解：C12H22O11的摩尔质量为342g.mol-1，则C(C12H22O11)=Π=CBRT=0.117×8.314×(37+273)=302kPa三、渗透压力在医学上的意义2.配制等渗、高渗和低渗溶液医学上以血浆的渗透压力为标准：渗透浓度<280mmol·L-1------低渗溶液渗透浓度＝280-320mmol/L---等渗溶液渗透浓度>320mmol·L-1-----高渗溶液1.测定蛋白质等高分子化合物的相对分子质量。四、溶液的渗透压四、溶液的渗透压活学活用－－海洋盐差发电2.海水的平均盐度为3.５％，每条江河入海处的海水渗透压可以相当于２４０米高的水位落差。

3.位于亚洲西部的死海，渗透压可以达到上百个大气压，流入死海的约旦河，每注入死海１立方米河水，理论上的发电功率就可以达到２．７万千瓦。

4.以色列洛布，他设计出压力延滞渗透能转换装置，效果满意。5.美国俄勒冈大学研制出一种新型的渗透压式盐差能发电系统。

6.全世界海洋内储藏的盐差能总输出功率可以达到３５亿千瓦。

1.原理：利用不同浓度的海水在半透膜下产生渗透压思考题运动时,口渴为什么要喝水海水鱼为什么不能生活在淡水里医院给病人输液为什么要输等渗溶液4.一杯糖水和一杯等量的纯水同时放置，纯水为什么蒸发得快？5.冬天，室外水池结冰时，腌菜缸里的水为什么不结冰？6.在下雪的路面上撒盐，为什么为比较容易清除积雪？

掌握稀溶液依数性内容：蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压现象。掌握稀溶液依数性的本质：蒸气压下降。掌握渗透压的产生条件和渗透方向。了解稀溶液依数性的计算和在生产生活中的意义。作业：P27－6本章小结第二章习题1.稀溶液的依数性有（）、（）（）、（）2.稀溶液四个依数性中本质的是（）

3.渗透产生的条件：第三节电解质在水中的存在状态一、电解质和非电解质电解质－－在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。a.

强电解质：在水溶液中能完全解离成离子的化合物。

b.

弱电解质：在水溶液中只能部分解离成离子的化合物。例：HAc，NH3.H2O等。例：NaCl,CaCl2,K2SO4,HCl等。

Na+Cl-

→Na++Cl–

（离子型化合物）

HCl

→H++Cl–

（强极性分子）强电解质溶液的依数性的实验值与按非电解质公式即浓度计算所得结果的差异非常大。表一些电解质溶液的凝固点降低值m

Tf

(实验值)/K

Tf

(计算值)/Kmol·kg-1NaClMgSO40.010.036030.03000.018580.050.17580.12940.092900.100.34700.24200.18580.501.6921.0180.92901、电解质稀溶液的沸点升高、凝固点降低和渗透压公式

Tb=iKbbB

Tf=iKfbB

=icBRT

ibBRTi

为修正系数，是一“分子”电解质解离出的粒子个数。强电解质iA-B型(如KCl、CaSO4、NaHCO3等)2A-B2型(如MgCl2、CaBr2等)3A2-B型(如K2SO4

、Na2SO4等)32.电离度

α↗，物质电离就越完全，电解质就越强。由此，可根据α的大小，判断电解质的相对强弱注意：强弱是相对某种溶剂而言，通常为水。如HAc在水中---------→弱酸在液氨中------→强酸二、强电解质溶液1.离子氛：1923年，Debye

和Hückl提出离子氛概念。离子浓度↗,离子价数↗，离子-离子氛间的作用↗.

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2.