溶液与离子平衡.ppt

1、1,第二章 溶液与离子平衡 （Solutions and Ionic Equilibrium）,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 d100nm 粉尘 胶体(多相分散系) 溶胶: 1d100nm 分子（离子）分散系溶液 (单相分散系) d1nm 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

2、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

3、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. P G(l) G(g) T+dT,P+dP G(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)d

4、T+V(g)dp S(g)-S(l)dT = V(g)-V(l)dp dp/dT = S(g)-S(l)/V(g)-V(l) = p H(g)-H(l)/TnRT dp/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 Clapeyron Equation，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

5、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,101325 Pa,蒸汽压Pa,tfp tofp,tbp tobp,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=KbpbB tfp=KfpbB 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/mol bB：物质B的质量摩尔浓度，量纲： mol/kg,14,15,16,3、溶液的渗透压

6、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

7、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)3 Fe

8、Cl3 CaCl2 MgSO4,23,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=0.186 tfp=0-0.186=-0.186 甲醇的苯溶液 t=kb=0.512 tfp=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39.2 kPa，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,M78.61,25,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=K