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1、2020 4 25 1 第二章 溶液 2020 4 25 2 溶液 由两种或多种组分所组成的物理 化学性质均匀 稳定的分散体系 本章重点讨论液体溶液 前言 2020 4 25 4 第一节 溶液浓度表示法 特别要注意的是 指每kg溶剂中含溶质的物质的量 2020 4 25 5 第一节 溶液浓度表示法 2020 4 25 6 例1 1 10 氯化钠的密度p 1 07g cm 3 283k 该溶液的物质的量浓度是多少 解 CNaCl 溶质的物质的量 溶液的体积 10g 58 5g mol 100g 1 07g cm 3 1000cm3 dm 3 1 83mol dm 3 例1 2 欲配制1 0mol
2、 dm 3的硫酸溶液0 50dm3 需取p 1 84g cm 3 98 的浓硫酸多少立方厘米 解 设需取用浓硫酸xcm3 因为稀释前后溶液中的溶质含量不变固有0 50dm3 1 0mol dm 3 98g mol 1 x 1 84g cm 3 98 解得x 27 2cm3 2020 4 25 7 把30 3g乙醇 C2H5OH 溶于50 0gCCl4所配成溶液的密度为1 28g cm3 计算 1 乙醇的质量百分数 2 乙醇的物质的量分数 3 乙醇的质量摩尔浓度 4 乙醇的物质的量浓度 mol L 1 解 1 w C2H5OH 30 3 30 3 50 0 0 377 37 7 2 n C2H5
3、OH 30 3 46 0 6587 n CCl4 50 0 154 0 3247 xC2H5OH 0 6587 0 6587 0 3247 0 670 3 bC2H5OH 0 6587 0 05 13 2 mol kg 1 4 n C2H5OH 0 6587 V溶液 W 30 3 50 0 1 28 62 73 mL c C2H5OH n C2H5OH V溶液 0 6587 62 73 0 01050mol mL 1 10 50mol L 1 2020 4 25 8 第二节 其他溶液浓度表示法 质量分数和体积分数质量分数溶质与溶液质量之比用符号 表示 m溶质 m溶液 g g 体积分数溶质 液态
4、 与溶液体积之比B VB V总 ml ml 比例浓度溶质的质量 固体 或体积 液体 与溶液的质量 固体 或体积 液体 的比例表示方法1 x g g ml ml g ml 在药典中常见 国家标准 2020 4 25 9 第三节 难挥发非电解质稀溶液的依数性 Colligativeproperties 非电解质 不发生离解稀溶液依数性 只与溶质数量有关而与其种类无关的性质 一 蒸气压降低 p 蒸气压 也叫饱和蒸气压 在密闭容器中 恒温条件下 某物质的液体和其气体处于平衡 饱和 时 该气体的压力 饱和 蒸气压 2020 4 25 10 水蒸气分子 蒸气压本质 水的蒸气压是由于水中一部分能量较高的水气
5、分子逸出水面 并作热运动撞击容器壁所产生的 压力 2020 4 25 11 气相 液相 水蒸发动态平衡过程图 动态平衡 当温度恒定时 水中的水蒸气分子的蒸发与凝聚的的速度达到动态平衡 此时的蒸汽压也是恒定的 2020 4 25 12 温度升高 水的蒸气压也升高 不同温度下水的蒸气压曲线 2020 4 25 13 2020 4 25 14 2020 4 25 15 2020 4 25 16 实验 证明 2020 4 25 17 实验证明 在相同的温度下 当把不挥发的非电解质溶入溶剂形成溶液后 稀溶液的蒸气压比溶剂的低 这一现象称为溶液的蒸气压下降 2020 4 25 18 拉乌尔定律 Raoul
6、t 1887年法国的物理学家拉乌尔 RaoultF M 根据实验总结出一条规律 在一定的温度下 稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂摩尔分数的乘积 P溶液 px剂 2020 4 25 19 拉乌尔定律 Raoult x质 x剂 1代入上式得到 在一定的温度下 难挥发非电解质稀溶液的蒸气压的下降值 近似地与溶质的摩尔分数成正比 而与溶质的本性无关 2020 4 25 20 二 沸点升高 沸点 液体的蒸气压等于外界压力时的温度 称为该液体的沸点 由于溶液的蒸气压比纯溶剂的蒸气压低 所以要使蒸气压 p外 101 325kPa 必须溶液所需的温度 即沸点 高于纯溶剂的沸点 2020 4 25 21
7、2020 4 25 22 溶液凝固点降低在101 3kPa下将273K的冰加入至273K水溶液中时水溶液 冰600Pa610 5Pa由于冰蒸汽压大于水溶液蒸汽压冰将会融化 第二节 稀溶液的依数性 例273K101 3kPa水 冰610 5Pa610 5Pa 溶剂凝固点液相与固相具有相同蒸汽压而能平衡共存时温度 二 凝固点降低 2020 4 25 23 2020 4 25 24 二 凝固点降低 Kf 溶剂的凝固点降低常数 可查表2 2 P21 2020 4 25 25 应用 又如乙二醇水溶液 由于Tf降低 可作汽车冷却水 冬天不结冰 2020 4 25 26 例1 溶解0 115克奎宁于1 36
8、克樟脑中测得其凝固点为442 6k计算奎宁摩尔质量解设奎宁摩尔质量为M樟脑凝固点为452 8kkf 39 70 Tf 45208 442 6 10 2 k 在1000克樟脑中溶解奎宁质量为0 115 1 36 1000 84 56 g 该溶液质量摩尔浓度m 84 56 M根据 Tf Kf m得M 39 7 84 56 10 2 329 g mol 1 2020 4 25 27 1 溶解3 24克硫于40克苯中 苯的沸点升高0 81K 已知苯的Kb 2 53 问硫在此溶液中的分子是由几个硫原子组成的 解 设 硫分子 的摩尔质量为Mg mol 1 硫在苯溶液中的摩尔质量是253g mol 1 因硫
9、的原子量是32 06 因此硫分子是由8个硫原子组成的 2020 4 25 28 分子热运动图 三 渗透现象 2020 4 25 29 半透膜只允许小分子物质通过而不允许大分子物质通过的多孔性薄膜 2020 4 25 30 2020 4 25 31 三 渗透现象 2020 4 25 32 用半透膜使两种不同浓度的溶液 或一种为溶剂 隔开 产生渗透现象 三 渗透与反向渗透 2020 4 25 33 由于渗透现象 使高达百米的参天大树 能吸到根部的水 得以存活 渗透 反渗透 海水淡化 污水处理 浓缩 2020 4 25 34 四 测定相对分子质量 分子量 称取一定量未知分子量配成溶液 测量其 P或
10、Tb或 Tf或 均可测出分子量 提示 由于 P Tb Tf一般数值较小 测量分子量大的物质较为困难 此时可用 方法 2020 4 25 35 五 渗透压在生物医学中的应用 红细胞 纯水 溶血 H2O 萎缩 浓盐水 H2O 生理等渗透 5 葡萄糖0 9 生理盐水 等渗 2020 4 25 36 课堂习题 1 测得人体血液的凝固点降低值 Tf 0 56K 求在体温37 时血液的渗透压 解 根据 Tf KfbB得bB Kf Tf Kf bBRT 2020 4 25 37 课堂习题 2 与人体具有相同渗透压的葡萄糖溶液 其凝固点降低值为0 543 求此葡萄糖溶液的质量分数和血液的渗透压 解 由 Tf
11、KfbB得溶液的质量摩尔溶度 该葡萄糖溶液的质量分数Wb为 根据 bBRT 且稀溶液中c b 且血液的温度为37oC 即T 310K 则血液渗透压为 2020 4 25 38 某水溶液的沸点是100 278 1 求该溶液的凝固点 2 已知25 时纯水的蒸气压为3167 73Pa 求该温度下溶液的蒸气压 3 求0 时此溶液的渗透压力 已知Kb 0 518 Kf 1 86 Tb 100 278 273 100 273 0 278K bB Tb Kb 0 278 0 518 0 537mol kg 1 Tf Kf bB 1 86 0 537 0 998K Tf Tf Tf 273 0 998 272
12、 002K 由bB的定义可知该溶液中溶质的物质的量是0 537mol 水的物质的量是mol p p xA 3167 73 0 9904 31370 Pa 溶液很稀 c在数值上与bB相等 cRT bBRT 0 537 8 314 273 1219kpa 2020 4 25 39 theoryofstrongelectrolytesolution 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 几种盐的水溶液的冰点下降情况 盐m mol kg 1 Ti K 计算值 Ti K 实验值 KCl0 200 3720 6731 81KNO30 200 3720 6641 78Mg
13、Cl20 100 1860 5192 79Ca NO3 20 100 1860 4612 48 强电解质溶液理论 2020 4 25 40 电解质溶液的依数性 i称为等渗系数i 1 1887年 Arrhenius是这样在电离理论中解释这个现象的 电解质在水溶液中是电离的 电离 似乎 又是不完全的 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 2020 4 25 41 强电解质溶液理论 1923年 Debye和H ckle提出了强电解质溶液理论 初步解释了前面提到的矛盾 1 离子氛和离子强度 用I 离子强度表示离子与 离子氛 之间的强弱 Zi表示溶液中种i离
14、子的电荷数 mi表示i种离子的质量摩尔浓度 则 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 2020 4 25 42 求下列溶液的离子强度0 01mol kg 1的BaCl2的溶液 2020 4 25 43 2 活度和活度系数 指电解质溶液中离子实际发挥的浓度 称为有效浓度或活度 显然 rc这里 活度 c 浓度 r 活度系数 戴维斯经验式 2020 4 25 44 精品课件 2020 4 25 45 精品课件 2020 4 25 46 活度与活度系数 戴维斯经验式 Z越高 I较大 r的数值越小 c越大 I较大 则 与c的偏离越大 c很低 I也很小 一般可近似认为r 1 0 可用c代替
