無機(jī)化學(xué)課件：第八章 水溶液

1、第八章 水溶液8-1 溶液的濃度和溶解度一、溶液的濃度1、 物質(zhì)的量濃度定義：溶質(zhì)的物質(zhì)的量除以溶液的體積。表示：cB nB/V單位：molL-1 , mmolL-1 , molL-12、質(zhì)量濃度 定義：溶質(zhì)B的質(zhì)量mB與溶液的體積V之比，表示：B = mB/V單位：kgm-3，gL-1，mgL-1，gL-13、摩爾分?jǐn)?shù)（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量比）定義：物質(zhì)B的物質(zhì)的量與混合物的物質(zhì)的量之比表示：xB nB/ ni （ ni 為混合物的物質(zhì)的量）若溶液由溶質(zhì)B和溶劑A組成，則xB nB/（ nB nA)xA nA/（ nB nA)xB+ xA1 （即溶液中各物質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)之和等于1）4、質(zhì)量摩爾

2、濃度定義：溶質(zhì)B的物質(zhì)的量除以溶劑的質(zhì)量表示： bB nB/ mA單位： mol kg-1由于質(zhì)量摩爾濃度與溫度無關(guān)，因此在物理化學(xué)中廣泛應(yīng)用。5、質(zhì)量分?jǐn)?shù)（質(zhì)量百分濃度）定義：溶質(zhì) B的質(zhì)量對溶液質(zhì)量的分?jǐn)?shù)表示：=mB/m100單位：二、溶解度定義：一定溫度和壓力下溶質(zhì)在一定量溶劑中形成飽和溶液時(shí)，被溶解的溶質(zhì)的量稱為該溶質(zhì)的溶解度。習(xí)慣表示：100g溶劑中所能溶解的物質(zhì)的最大克數(shù)。幾種溶液組成標(biāo)度的相互換算例：20，將117 g的NaCl溶于650 g的水中，溶液的體積為720 ml，求此溶液中NaCl的物質(zhì)的量濃度，質(zhì)量濃度，質(zhì)量摩爾濃度，摩爾分?jǐn)?shù)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（已知NaCl的摩爾質(zhì)量為5

3、8.5 gmol-1）8-2 非電解質(zhì)稀溶液依數(shù)性溶液的性質(zhì)有兩類：一類：由溶質(zhì)的本性決定，如：密度，顏色，導(dǎo)電性，酸堿性。另一類：由溶質(zhì)粒子數(shù)目的多少決定。如：溶液的滲透壓，溶液的蒸氣壓下降，沸點(diǎn)升高，凝固點(diǎn)降低，這些性質(zhì)稱為依數(shù)性。一、溶液的蒸氣壓下降1、蒸汽壓的概念液相單位時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)出的氣體分子數(shù)和由氣相返回到液相內(nèi)的分子數(shù)相等，氣液兩相處于平衡狀態(tài)時(shí)的氣相所具有的壓力叫該溶液的蒸汽壓。蒸汽壓用符號p表示,單位帕(Pa)或千帕(kPa) 。幾點(diǎn)說明：（1）不同的物質(zhì)有不同的蒸氣壓。（2）同一物質(zhì)的蒸氣壓隨溫度升高而增大。（3）固體也具有一定的蒸汽壓,但大多數(shù)固體蒸汽壓都很小，0時(shí)，冰的蒸

4、汽壓為0.6106 kPa。（4）根據(jù)蒸汽壓大小，區(qū)分難揮發(fā)性物質(zhì)及易揮發(fā)性物質(zhì)。2、溶液的蒸汽壓下降實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：含有難揮發(fā)性溶質(zhì)（如葡萄糖）的溶液的蒸氣壓低于純?nèi)軇┑恼魵鈮海摤F(xiàn)象即蒸氣壓下降。原因 ：溶劑的部分表面被難揮發(fā)性溶質(zhì)占據(jù)，因此單位時(shí)間逸出液面的溶劑分子數(shù)相應(yīng)減少 純?nèi)軇?多溶 液少3、 規(guī)律：對于難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液，蒸氣壓下降符合Raoult定律。p = p0 xA 對于只含一種溶質(zhì)的稀溶液： p = p0（1 xB)p = p0 - p = p0 xBp = p0 - p K bB說明：一定溫度下，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的

5、本性無關(guān)。溶劑的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)二、溶液的沸點(diǎn)升高1、 沸點(diǎn)的概念一定溫度下，當(dāng)液體的蒸氣壓等于外壓時(shí)，液體沸騰，這時(shí)的溫度稱為沸點(diǎn)。2、溶液的沸點(diǎn)升高實(shí)驗(yàn)表明，溶液的沸點(diǎn)要高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)，這一現(xiàn)象稱為溶液的沸點(diǎn)升高。原因：溶液的蒸氣壓低于純?nèi)軇┑恼魵鈮骸?、Tb 與bB 的關(guān)系：Tb = Kb bB 上式表明一定溫度下，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)升高與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。式中 Kb為溶劑的沸點(diǎn)升高常數(shù)，它只與溶劑的本性有關(guān)。3、稀溶液的沸點(diǎn)升高與蒸汽壓下降成正比：Tb = K p三、 溶液的凝固點(diǎn)降低1、凝固點(diǎn)的概念物質(zhì)的固相的蒸氣壓與它的液相蒸氣壓相等時(shí)的溫度，即

6、凝固點(diǎn)。（例如水開始結(jié)冰的溫度） 2、 溶液的凝固點(diǎn)下降 (1) 難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的凝固點(diǎn)Tf總比純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)低。原因：溶液的蒸氣壓下降。 (2) 對難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液而言，凝固點(diǎn)降低正比于溶液的質(zhì)量摩爾濃度，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。Tf =Kf bB （Kf 為溶劑的凝固點(diǎn)降低常數(shù)） 溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低的性質(zhì)還有許多實(shí)際應(yīng)用，汽車散熱器的冷卻水中常加入適量乙二醇或甘油，既可以防止冬天水結(jié)冰，又可以防止夏天水沸騰。 利用溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低都可測定溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量，相比教而言，凝固點(diǎn)降低法的應(yīng)用更廣泛。例、將 0.900 g 某物質(zhì)溶于 60.0 g 水中 , 使溶液的

7、凝固點(diǎn)降低了 0.150 , 求該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量 (水的 Kf = 1.86 Kkgmol-1 )四、滲透現(xiàn)象和滲透壓力1、滲透現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)將蔗糖溶液與水用半透膜隔開，不久可見蔗糖溶液液面不斷上升，說明水分子不斷透過半透膜進(jìn)入溶液中。我們把溶劑水分子透過半透膜進(jìn)入溶液的自發(fā)過程稱為滲透。不同濃度的兩溶液用半透膜隔開，都有滲透現(xiàn)象發(fā)生。 2、滲透現(xiàn)象產(chǎn)生的原因由于蔗糖分子不能透過半透膜，而溶劑水分子可以自由通過半透膜。膜兩側(cè)單位體積內(nèi)溶劑水分子數(shù)目不等，單位時(shí)間內(nèi)由純?nèi)軇┻M(jìn)入蔗糖溶液中的水分子數(shù)目比由蔗糖溶液進(jìn)入純?nèi)軇┲械臄?shù)目多。其凈結(jié)果是使蔗糖溶液一側(cè)液面升高，溶液的濃度降低。 3、 滲透壓力

8、：溶液體積逐漸增大，液面不斷上升，產(chǎn)生的液體壓力逐漸增大，在該壓力作用下，溶液中的溶劑分子在單位時(shí)間內(nèi)透過半透膜的數(shù)目增多。當(dāng)液面上升到一定高度，單位時(shí)間內(nèi)從半透膜兩側(cè)透過的溶劑分子數(shù)目相等，溶液液面不再上升，體系達(dá)到滲透平衡。 純水糖水 h純水糖水溶液增高的這部分水的靜壓力就是溶液的滲透壓。滲透壓：在一定的溫度下，恰能阻止?jié)B透發(fā)生所需施加的外壓力，稱為該溶液的滲透壓。用符號表示。vant Hoff定律（稀溶液的滲透壓力方程式） V = nRT = cB RT例： 人體血漿的凝固點(diǎn)為-0.501 ,正常人體溫度為37 ，人體血液的滲透壓是多少？83 電解質(zhì)溶液一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)1、電解質(zhì)：

9、 溶于水中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物。強(qiáng)電解質(zhì)： 在水溶液中能完全解離成離子的化合物。弱電解質(zhì)： 在水中只能部分解離成離子。2、強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性（1）強(qiáng)電解質(zhì)的依數(shù)性比理論計(jì)算值大。 原因：電解質(zhì)在水溶液中有一部分自發(fā)地電離成帶電荷的粒子，使其含有的粒子數(shù)比同濃度非電解質(zhì)多。（2）計(jì)算強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性時(shí)，必須引入一個(gè)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”電解質(zhì)解離出的粒子個(gè)數(shù)。） 3、解離度定義：指電解質(zhì)達(dá)到解離平衡時(shí)，已解離的分子數(shù)和原有的分子總數(shù)之比。表示： （已解離的分子數(shù)）/（原有分子總數(shù)）通常按解離度的大小，把質(zhì)量摩爾濃度為0.1 molkg-1的電解質(zhì)溶液中：解離度大于30%的稱為強(qiáng)電解質(zhì)；解離度小于5%的稱為弱電解質(zhì)；解離度介于5%30%的稱為中強(qiáng)度電解質(zhì)。二、強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論要點(diǎn)（1）強(qiáng)電解質(zhì)在水中是全部解離的。（2）離子間通過靜電力相互作用，每一個(gè)離子都被周圍電荷相反的離子包圍，形成離子氛。 *由于離子氛的存在，離子間相互作用而互相牽制，強(qiáng)電解質(zhì)溶液中的離子并不是獨(dú)立的自由離子，不能完全自由運(yùn)動，因而不能百分百地