大學(xué)化學(xué)第三章課件_第1頁(yè)
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各位同學(xué),下午好!各位同學(xué),下午好!第三章水化學(xué)與水污染本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)為:掌握稀溶液的通性,包括蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)下降及滲透壓等物理性質(zhì)的依數(shù)性規(guī)律;掌握離子平衡規(guī)律,包括酸堿解離平衡規(guī)律和緩沖溶液性質(zhì)、配離子平衡規(guī)律等;初步掌握離子平衡中典型問(wèn)題的計(jì)算,如pH值、溶解度、溶度積等。第三章水化學(xué)與水污染本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)為:第三章水化學(xué)與水污染

§3-1溶液的通性§3-2水溶液中的單相離子平衡§3-3難溶電解質(zhì)的多相離子平衡本章將化學(xué)反應(yīng)原理(第二章)應(yīng)用于水溶液體系,探索其部分物理及化學(xué)變化的規(guī)律。第三章水化學(xué)與水污染§3-1溶液的通性溶液的通性溶液由溶質(zhì)和溶劑組成。由不同的溶質(zhì)和溶劑組成的溶液具有不同的性質(zhì),但所有的溶液都具有一些相同的性質(zhì),即溶液的通性。注意:本章所涉及的溶液通性是指由不同的難揮發(fā)性溶質(zhì)B和溶劑A組成的溶液所引起的溶液的蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降,以及溶液的滲透壓等。溶液的通性溶液由溶質(zhì)和溶劑組成。由不同的溶質(zhì)和溶劑§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性一、溶液的一般概念及分類二、溶液濃度的幾種常用標(biāo)度三、非電解質(zhì)(稀)溶液的通性——本節(jié)核心內(nèi)容§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性一、溶液的一般概念及分類§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性一、溶液的一般概念及分類

溶液是由兩種或多種組分組成的均勻體系。溶質(zhì)的分子或離子均勻地溶解(分散)于溶劑中。分為氣體溶液、液體溶液、固體溶液。其中液體溶液以其特殊性引起化學(xué)家的關(guān)注。溶質(zhì)溶于溶劑的過(guò)程,可伴隨物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)(即指溶劑化作用)的變化。溶劑相同:溶液的某些性質(zhì)(顏色,導(dǎo)電性等)取決于溶質(zhì)的本性;而另一些性質(zhì)(蒸氣壓,沸點(diǎn),凝固點(diǎn)等)則與溶質(zhì)本性無(wú)關(guān),僅與溶液的濃度有關(guān).§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性一、溶液的一般概念及分類溶§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性揮發(fā)性:指化合物由固體或液體變?yōu)闅怏w或蒸汽的傾向.該傾向越大,越容易揮發(fā),蒸氣壓越大;傾向越小,越難以揮發(fā),蒸氣壓就越小.一般說(shuō)來(lái),在一定溫度下,蒸氣壓大的物質(zhì)稱為易揮發(fā)性的物質(zhì);把蒸氣壓小的物質(zhì)稱難揮發(fā)性的物質(zhì).本教材的難揮發(fā)性的物質(zhì)一般指蒸氣壓遠(yuǎn)小于純水的蒸氣壓,或沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于純水的化合物.一般空氣中揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC,VolatileOrganicCompounds)按照沸點(diǎn)不同可以分為四類:1.沸點(diǎn)小于0~50℃的為易揮發(fā)性有機(jī)化合物(VVOC)2.沸點(diǎn)50~240℃的為揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)3.沸點(diǎn)240~

380℃的為半揮發(fā)性有機(jī)化合物(SVOC)4.沸點(diǎn)380℃以上的為顆粒狀有機(jī)物(POM)§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性揮發(fā)性:指化合物由固體或液體§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性單質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)純凈物電解質(zhì)化合物弱電解質(zhì)物質(zhì)非電解質(zhì)混合物物質(zhì)分類§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性電解質(zhì):在水溶液中或熔化狀態(tài)下能電離而導(dǎo)電的化合物,主要包括:酸、堿、鹽及某些金屬氧化物.

非電解質(zhì):在水溶液中和熔化狀態(tài)下都不能電離而導(dǎo)電的化合物,主要包括NH3、非金屬氧化物、多數(shù)有機(jī)物等.實(shí)際上“能否導(dǎo)電”只是一種現(xiàn)象,本質(zhì)是有無(wú)自由移動(dòng)的離子的存在.1.電解質(zhì)概念中的或,兩種情況任取一即可;非電解質(zhì)概念中的“和”“都”,兩種情況必須同時(shí)滿足.2.無(wú)論是電解質(zhì)還是非電解質(zhì),闡述的對(duì)象都是化合物.因此單質(zhì)既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì).溶液是混合物,因此也既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì).3.氨氣,二氧化硫溶于水均能導(dǎo)電,但并非它們本身能電離出自由離子,而是它們與水反應(yīng)的生成物NH3?H2O,H2SO3能電離出離子而導(dǎo)電,所以氨氣,二氧化硫都是非電解質(zhì).§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性電解質(zhì):在水溶液中或熔化狀§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性5.能導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì),如石墨等;電解質(zhì)本身不一定能導(dǎo)電,如食鹽晶體.6.電解質(zhì)溶液中,陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)與陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)相等,故溶液顯電中性,稱電荷守恒.7.在水溶液里全部電離成離子的電解質(zhì)叫強(qiáng)電解質(zhì).即水溶液中只有離子,無(wú)分子存在.在水溶液里只有一部分電離成離子的電解質(zhì)叫弱電解質(zhì).即水溶液中既有離子,又有分子存在.§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性5.能導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是電§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性8.電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱只取決于在相同條件下溶液中自由離子的濃度和其所帶電荷的多少.9.難溶性鹽(如CaCO3、BaSO4等)在水中的溶解度極小,導(dǎo)電能力很小,但由于它們是離子化合物,在水溶液中溶解的那部分能完全電離,故它們屬于強(qiáng)電解質(zhì).10.電解質(zhì)不一定導(dǎo)電,導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì).因此溶液導(dǎo)電性的強(qiáng)弱與電解質(zhì)的強(qiáng)弱沒(méi)有必然的聯(lián)系.導(dǎo)電能力強(qiáng)的溶液不一定是強(qiáng)電解質(zhì)溶液,強(qiáng)電解質(zhì)溶液不一定導(dǎo)電能力強(qiáng).§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性8.電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的強(qiáng)§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性電解質(zhì)非電解質(zhì)概念在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠電離而導(dǎo)電的化合物在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不能夠電離而導(dǎo)電的化合物電離特點(diǎn)全部或部分電離化合物不直接電離溶液中存在的微粒離子或分子與離子共存溶質(zhì)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)離子化合物,少量共價(jià)化合物極性鍵結(jié)合共價(jià)化合物實(shí)例HCl,KOH,NaNO3NH3,SO3,CH3CH2OH,CCl4電解質(zhì)與非電解質(zhì)區(qū)別§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性電解質(zhì)非電解質(zhì)概念在§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)電離程度全部電離部分電離本質(zhì)無(wú)電離平衡,不可逆存在電離平衡,過(guò)程可逆化學(xué)鍵離子鍵或強(qiáng)極性共價(jià)鍵極性共價(jià)鍵物質(zhì)類別強(qiáng)堿,強(qiáng)酸,大部分鹽弱酸,弱堿水也是弱電解質(zhì)溶液中存在的微粒只有離子有離子,也有分子實(shí)例H2SO4,NaOH,Na2SO4等NH3·H2O,CH3COOH,HF,H2S等強(qiáng),弱電解質(zhì)區(qū)別§3-1非電解質(zhì)稀溶液的通性強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)電離程度全部二、溶液濃度的幾種常用標(biāo)度物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)xB:xB=nB

/

Σni,綱量為1物質(zhì)的量(摩爾)濃度cB:cB=nB

/V,單位為:mol·dm-3質(zhì)量摩爾濃度mB:mB=nB/w單位為:mol·kg-1除組分物質(zhì)及T、p外,溶液的性質(zhì)在很大程度上取決于溶質(zhì)與溶劑的相對(duì)含量。如:以A為溶劑,B為溶質(zhì)的二元溶液,其組成可表示為質(zhì)量摩爾濃度:1Kg溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量二、溶液濃度的幾種常用標(biāo)度物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)xB:三、非電解質(zhì)(稀)溶液的通性——稀溶液定律思考題:被清水濕透的,或被汗水濕透的衣服哪個(gè)易干?蒸氣壓下降均勻加熱純水或糖水溶液哪個(gè)先沸騰?沸點(diǎn)升高水中加入乙二醇為防凍液,防凍原理是什么?凝固點(diǎn)下降灑了融雪劑的雪不可堆在樹(shù)下,原因是什么?滲透壓,溶雪劑一般為無(wú)機(jī)鹽,如氯化鈣三、非電解質(zhì)(稀)溶液的通性——稀溶液定律思考題:三、非電解質(zhì)(稀)溶液的通性——稀溶液定律1、溶液的蒸氣壓下降2、沸點(diǎn)上升及凝固點(diǎn)下降3、滲透壓與反滲透技術(shù)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明:由難揮發(fā)的非電解質(zhì)所形成的稀溶液的性質(zhì)(溶液的蒸汽壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降、溶液滲透壓)與一定量溶劑中所溶溶質(zhì)的數(shù)量(物質(zhì)的量)成正比,即溶液的這些共同性質(zhì)與溶解在溶劑中溶質(zhì)的粒子數(shù)有關(guān),而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān),也稱之依數(shù)性或依數(shù)性定律.三、非電解質(zhì)(稀)溶液的通性——稀溶液定律1、溶液的蒸氣壓下1、溶液的蒸氣壓下降蒸氣壓:一定溫度下,凝聚態(tài)物質(zhì)與其蒸氣相達(dá)平衡時(shí)(凝聚的速率與蒸發(fā)的速率相等),氣相的平衡壓力,即為該凝聚態(tài)物質(zhì)的蒸氣壓,又稱為“飽和蒸氣壓”。蒸發(fā):液體表面能量足夠大的分子克服分子間引力而逸出到氣相中的過(guò)程稱為蒸發(fā)或氣化.蒸發(fā)為吸熱過(guò)程.凝聚:蒸氣分子因熱運(yùn)動(dòng)而撞擊液面時(shí),受到液體分子引力作用而重新進(jìn)入液體相的過(guò)程稱為凝聚.凝聚是放熱過(guò)程.表3-1純水及冰在不同溫度下的蒸氣壓T/℃-15-5“0”52080100p冰/Pa165402611----p水/Pa-422611873233947373101325問(wèn)題:當(dāng)溶液中溶解了糖、鹽、乙醇時(shí)的蒸氣壓?1、溶液的蒸氣壓下降蒸氣壓:一定溫度下,凝聚態(tài)物質(zhì)與其蒸1、溶液的蒸氣壓下降表3-1純水及冰在不同溫度下的蒸氣壓T/℃-15-5“0”52080100p冰/Pa165402611----p水/Pa-422611873233947373101325問(wèn)題:當(dāng)溶液中溶解了糖、鹽、乙醇時(shí)的蒸氣壓?思考:蒸氣壓與溫度有什么關(guān)系?答:不同溶劑蒸氣壓不同,相同溶劑溫度升高,蒸氣壓增大。1、溶液的蒸氣壓下降表3-1純水及冰在不同溫度下的蒸氣

蒸氣壓下降:實(shí)驗(yàn)表明,一定溫度下,稀溶液中溶劑A的蒸氣壓pA,與溶液中A的摩爾分?jǐn)?shù)xA成正比。比例系數(shù)為純A的飽和蒸汽壓p*A——拉烏爾(Raoult)定律。表示為:pA=p*AxA(3-1-1)顯然∵xA<1,∴pA<p*A。1、溶液的蒸氣壓下降物理意義為:溶液中溶劑A的蒸氣壓pA,低于同溫度下純A的蒸氣壓p*A蒸氣壓下降:表示為:pA=p*Ax結(jié)論:含非(難)揮發(fā)性溶質(zhì)稀溶液的蒸氣壓比純?nèi)軇┑恼魵鈮旱汀G艺魵鈮旱慕档椭祪H與溶質(zhì)濃度有關(guān),與溶質(zhì)種類無(wú)關(guān)(3-1-2)溶質(zhì)為非(難)揮發(fā)性:1、溶液的蒸氣壓下降溶解了糖的水溶液蒸氣壓?→降低,且ΔpA=p*A

xB被清水濕透的,或被汗水(水中溶解了鹽)濕透的衣服哪個(gè)易干?→降低,但

ΔpA≠p*A

xB——稀溶液的依數(shù)性。結(jié)論:含非(難)揮發(fā)性溶質(zhì)稀溶液的蒸氣壓比純?nèi)軇┑恼魵鈮旱汀?、沸點(diǎn)上升及凝固點(diǎn)下降2.溶液的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降在某一固體(或液體)與其蒸氣的相平衡中,溫度升高蒸氣壓增大.當(dāng)蒸氣壓等于外界壓力時(shí)(一般指101.325kPa),液體就會(huì)沸騰,此時(shí)的溫度稱為該液體的沸點(diǎn),以符號(hào)Tbp(boilingpoint)表示.凝固點(diǎn)(即熔點(diǎn)):物質(zhì)的液相蒸氣壓和固相蒸氣壓相等時(shí)的溫度稱為該物質(zhì)的凝固點(diǎn),以符號(hào)Tfp(freezingpoint)表示.一切可形成晶體的純物質(zhì),在給定條件下,都有一定的凝固點(diǎn)和沸點(diǎn),非晶態(tài)如玻璃,高分子材料等除外.但溶液的情況并非如此,一般由于溶質(zhì)的加入會(huì)使溶劑的凝固點(diǎn)下降,溶液的沸點(diǎn)上升.且溶液越濃,凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)改變?cè)酱?2、沸點(diǎn)上升及凝固點(diǎn)下降2.溶液的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降一切實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)發(fā)生蒸氣壓下降的溶液,其沸點(diǎn)將升高;且當(dāng)凝固只結(jié)晶出純?nèi)軇┑娜芤海淠厅c(diǎn)將降低。即(*表示純?nèi)軇?/p>

ΔTbp=Tbp-

T*bp

>0

ΔTfp=Tfp-T*fp

<02、沸點(diǎn)上升及凝固點(diǎn)下降溶液的蒸氣壓下降程度與溶液的濃度有關(guān),溶液的蒸氣壓下降是溶液的沸點(diǎn)上升,凝固點(diǎn)下降的根本原因.這樣,溶液的沸點(diǎn)上升,凝固點(diǎn)下降也必然與溶液的濃度有關(guān).實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)發(fā)生蒸氣壓下降的溶液,其沸點(diǎn)將升高;且圖3-1冰、水及溶液的蒸氣壓曲線p/kPaT/℃OBTfp00.611O’B’101.325100Tbp純水溶液ΔTfpΔTbpA下降多少?2、沸點(diǎn)上升及凝固點(diǎn)下降圖3-1冰、水及溶液的蒸氣壓曲線p/kPaT/℃OB

ΔTbp=kbp

mB

(3-1-3)

ΔTfp=kfpmB

(3-1-4)2、沸點(diǎn)上升及凝固點(diǎn)下降kbp、kfp:為摩爾沸點(diǎn)升高常數(shù)及凝固點(diǎn)降低常數(shù),對(duì)確定的溶劑為確定值。與蒸氣壓的下降相同,稀溶液沸點(diǎn)上升及凝固點(diǎn)下降值也具有依數(shù)性規(guī)律。質(zhì)量摩爾濃度為mB(mol·kg-1)的非電解質(zhì)難揮發(fā)稀溶液:均勻加熱純水或糖水溶液哪個(gè)先沸騰?純水水中加入乙二醇為防凍液,防凍原理是什么?凝固點(diǎn)下降ΔTbp=kbpmB表3-2一些溶劑在常壓下的Tbp、kbp及Tfp

、kfp溶劑水醋酸苯氯仿萘Tbp/℃100117.980.10061.150217.955kbp/K·kg·mol-10.5152.5302.533.625.80Tfp/℃0.016.665.533-80.29kfp/K·kg·mol-11.8533.905.12-6.942、沸點(diǎn)上升及凝固點(diǎn)下降表3-2一些溶劑在常壓下的Tbp、kbp及Tfp、3、應(yīng)用意義:⑴測(cè)定溶質(zhì)分子量MG,B

:mB=nB/wA=wB/MG,B

wAwB、wA

為溶質(zhì)及溶劑的質(zhì)量⑵考查溶劑純度,測(cè)量雜質(zhì)含量;⑶利用凝固點(diǎn)降低,制造冰-鹽浴*(氯化鈣-冰的混合物,凝固點(diǎn)可達(dá)-55℃)、防凍液、低熔點(diǎn)合金等;⑷利用沸點(diǎn)升高,可制造熱-鹽浴*(NaOH、NaNO2的水溶液的加熱溫度可達(dá)140℃以上);Δp=p*AxA;ΔTbp=kbp

mB;ΔTfp=kfpmB不服從依數(shù)性規(guī)律3、應(yīng)用意義:⑴測(cè)定溶質(zhì)分子量MG,B:Δp=p*AxA4、滲透壓與反滲透技術(shù)滲透壓:滲透壓是為維持被半透膜所隔開(kāi)的溶液與純?nèi)軇┲g的滲透平衡所需要的額外壓力.半透膜:只允許溶劑的分子通過(guò),而不允許溶質(zhì)的分子通過(guò)的微孔膜.滲透:溶劑通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液的單方向擴(kuò)散過(guò)程.滲透平衡:溶劑分子從兩個(gè)相反的方向通過(guò)半透膜的速率相等時(shí)的狀態(tài).如果外加在溶液上的壓力超過(guò)了滲透壓,則會(huì)使溶液中的溶劑向純?nèi)軇┓较蛄鲃?dòng),使純?nèi)軇┑捏w積(物質(zhì)的量)增加的過(guò)程叫反滲透.難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶液的濃度及熱力學(xué)溫度成正比.4、滲透壓與反滲透技術(shù)滲透壓:滲透壓是為維持被半透膜所隔開(kāi)4、滲透壓與反滲透技術(shù)溶劑溶劑溶液hpppp+π反滲透滲透溶液溶劑溶液pp半透膜溶劑溶液pp’>p+π加壓h溶液的滲透現(xiàn)象:純?nèi)軇┩ㄟ^(guò)半透膜自動(dòng)擴(kuò)散到溶液中,使其稀釋的現(xiàn)象。

π—滲透壓。對(duì)于稀溶液,滲透壓僅與溶質(zhì)濃度有關(guān),與溶質(zhì)種類無(wú)關(guān)。即:(3-1-5)與理想氣體方程形式相似,但壓力產(chǎn)生的原因不同.氣體由于分子運(yùn)動(dòng)碰撞器壁而產(chǎn)生壓力,溶液的滲透壓是溶劑分子滲透的結(jié)果.4、滲透壓與反滲透技術(shù)溶劑溶劑溶液hpppp+π反滲透滲透溶溶劑hpp滲透溶液溶劑溶液pp半透膜溶劑溶液pp+π加壓π反滲透溶劑溶液pp’>p+πh4、滲透壓與反滲透技術(shù)溶劑hpp滲透溶液溶劑溶液pp半透膜溶劑溶液pp+π加壓反滲值得關(guān)注的是,稀溶液的滲透壓相當(dāng)可觀,如:25℃時(shí),0.1mol·dm-3溶液的滲透壓為這相對(duì)于25m高水柱所產(chǎn)生的靜壓力。而一般植物細(xì)胞液的滲透壓大約可達(dá)2000kPa。灑了融雪劑的雪不可堆在樹(shù)下,原因是什么?利用滲透壓測(cè)量高分子化合物的分子量有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。4、滲透壓與反滲透技術(shù)值得關(guān)注的是,稀溶液的滲透壓相當(dāng)可觀,例3-1.將血紅素1.00g溶于適量水中,配成100cm3的溶液,此溶液的滲透壓為0.366kPa(20℃)。求:⑴血紅素的相對(duì)分子質(zhì)量;⑵與水溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低值比較。水的kbp=0.52

K·kg·mol-1,kfp=1.86K·kg·mol-1.解:⑴4、滲透壓與反滲透技術(shù)例3-1.將血紅素1.00g溶于適量水中,配成100cmΔTbp=kbpmB

kbpcB例3-1、

⑵與溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低值比較。結(jié)論:ΔTbp、ΔTfp的數(shù)值很小,測(cè)量較困難。所以測(cè)量具有較大分子量的物質(zhì)時(shí),常采用滲透壓法。π

=0.366kPaΔTfp=kfpmB

kfpcB={1.86×1.50×10-4}K=2.79×10-4K={0.52×1.50×10-4}K

=7.80×10-5K4、滲透壓與反滲透技術(shù)ΔTbp=kbpmBkbpcB例3-1、⑵與溶液的沸反滲透當(dāng)在溶液一側(cè)加一大于滲透壓的壓力時(shí),溶劑將從溶液一方向溶劑一方擴(kuò)散,為反滲透現(xiàn)象。反滲透技術(shù)的利用海水淡化(所需能量?jī)H為蒸餾法的30%左右,常溫常壓、環(huán)保)、污水凈化等。其中的主要問(wèn)題是,需要一種高強(qiáng)度的耐高壓半透膜。近年已研制了由尼龍或醋酸纖維制成的合成薄膜,用于反滲透裝置。4、滲透壓與反滲透技術(shù)反滲透反滲透技術(shù)的利用4、滲透壓與反滲透技術(shù)5、通性說(shuō)明凡符合以上4種(溶液蒸氣壓下降,沸點(diǎn)上升,凝固點(diǎn)下降,滲透壓)依數(shù)性的溶液叫理想溶液.其各組分混合成溶液時(shí),沒(méi)有熱效應(yīng)和體積的變化.結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)也能形成理想溶液.上述溶液的依數(shù)性定量規(guī)律均在一定條件下所表現(xiàn)的.其中最重要的條件是稀的,難揮發(fā)的,非電解質(zhì)的.

濃溶液中溶質(zhì)分子間,溶質(zhì)與溶劑分子間的相互作用加強(qiáng),使溶液的性質(zhì)不僅與溶質(zhì)的濃度有關(guān),還與溶質(zhì)的本性有關(guān).

電解質(zhì)溶液中也發(fā)生上述蒸氣壓下降,沸點(diǎn)升高,凝固點(diǎn)下降,滲透壓等現(xiàn)象,且由于溶質(zhì)發(fā)生離解,使溶液中溶質(zhì)粒子數(shù)增多,使得下降或升高數(shù)值均高于非電解質(zhì)溶液.如熱鹽浴,冰鹽浴的應(yīng)用.5、通性說(shuō)明凡符合以上4種(溶液蒸氣壓下降,沸點(diǎn)上升,凝固點(diǎn)3.1.2電解質(zhì)溶液的通性阿侖尼烏斯根據(jù)電解質(zhì)溶液不服從稀溶液定律的現(xiàn)象,提出了電離理論。1903年他獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。電離理論認(rèn)為電解質(zhì)分子在水溶液中解離成離子,使得溶液中的微粒數(shù)增大,故它們的蒸汽壓、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)的改變和滲透壓數(shù)值都比非電解質(zhì)大。解離度——溶液中已解離的電解質(zhì)的分子數(shù)與電解質(zhì)總分子數(shù)之比。3.1.2電解質(zhì)溶液的通性阿侖尼烏斯根據(jù)電解質(zhì)溶液不服從稀根據(jù)解離度的大小,將電解質(zhì)分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)兩類。強(qiáng)電解質(zhì)在水中全部解離,而弱電解質(zhì)在水溶液中只有部分解離,大部分仍以分子形式存在。弱電解質(zhì)在水溶液中存在解離平衡。根據(jù)解離度的大小,將電解質(zhì)分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)兩類。強(qiáng)電解將質(zhì)量摩爾濃度均為0.10mol·kg-1的BaCl2,HCl,HAc,蔗糖水溶液的離子數(shù)、蒸氣壓、沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)和滲透壓按從大到小次序排序:解:按從大到小次序排序如下:離子數(shù)BaCl2→HCl→HAc→蔗糖蒸氣壓蔗糖→HAc→HCl→BaCl2沸點(diǎn)BaCl2→HCl→HAc→蔗糖凝固點(diǎn)蔗糖→HAc→HCl→BaCl2滲透壓BaCl2→

HCl→HAc→蔗糖將質(zhì)量摩爾濃度均為0.10mol·kg-1的BaCl2,從部分電解質(zhì)的0.1mol·kg-1溶液的凝固點(diǎn)下降數(shù)值與理論值的比較可以得到電解質(zhì)溶液的偏差i

值電解質(zhì)實(shí)測(cè)ΔT’f/K計(jì)算ΔTf/Ki=ΔT’f/ΔTfNaCl 0.348 0.186 1.87HCl 0.355 0.186 1.91K2SO4 0.458 0.186 2.46CH3COOH 0.188 0.186 1.01 可以看出,產(chǎn)生的偏差有以下規(guī)律:A2B(AB2)強(qiáng)電解質(zhì)>AB強(qiáng)電解質(zhì)>AB弱電解質(zhì)>非電解質(zhì)沸點(diǎn)高低或滲透壓大小的順序,蒸氣壓與凝固點(diǎn)小大順序:A2B或AB2型強(qiáng)電解質(zhì)溶液

AB型強(qiáng)電解質(zhì)溶液

弱電解質(zhì)溶液

非電解質(zhì)溶液從部分電解質(zhì)的0.1mol·kg-1溶液的凝固點(diǎn)下降數(shù)值與理§3-3水溶液中的單相離子平衡一、酸堿質(zhì)子理論及共軛酸堿對(duì)二、弱酸、弱堿在水溶液中的離子平衡及計(jì)算三、同離子效應(yīng)與緩沖溶液四、配離子的解離平衡重點(diǎn)討論弱酸、弱堿解離平衡,簡(jiǎn)介配離子解離平衡?!?-3水溶液中的單相離子平衡一、酸堿質(zhì)子理論及共軛酸堿一、酸堿質(zhì)子理論及共軛酸堿對(duì)1、酸、堿的概念:電離理論:水溶液中能解離出陽(yáng)離子H+者為酸,解離出陰離子OH-者為堿;溶劑理論:在特定溶劑的溶液中,凡能解離產(chǎn)生溶劑陽(yáng)離子的物質(zhì)為酸;凡能解離產(chǎn)生陰離子的物質(zhì)為堿.

酸堿質(zhì)子理論:凡能給出質(zhì)子的物質(zhì)稱為酸;凡能接受質(zhì)子的物質(zhì)稱為堿.質(zhì)子酸堿有共軛關(guān)系,酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是質(zhì)子的轉(zhuǎn)移和傳遞的結(jié)果.路易斯酸堿理論:凡是能接受電子對(duì)的物質(zhì)為酸;凡是能給出電子對(duì)的物質(zhì)為堿.酸堿反應(yīng)是電子的轉(zhuǎn)移.酸為電子對(duì)的受體,堿為電子對(duì)的給體。一、酸堿質(zhì)子理論及共軛酸堿對(duì)1、酸、堿的概念:電離理論近代酸堿理論酸堿理論內(nèi)容缺點(diǎn)電離理論.1884年,S.A.Arrhenius(阿侖尼烏斯)在水溶液中能解離出陽(yáng)離子H+的物質(zhì)稱為酸;在水溶液中能電離出陰離子OH-的物質(zhì)稱為堿.立論僅限于水溶液體系,不適用于非水溶劑和無(wú)溶劑體系.溶劑理論.1905年,E.C.Franklin(富蘭克林)在特定的溶劑的溶液中,凡是能解離產(chǎn)生溶劑陽(yáng)離子的物質(zhì)為酸;凡能解離產(chǎn)生陰離子的物質(zhì)為堿.它只能描述溶劑中的酸堿,不能概括氣相和固相中的酸堿反應(yīng).質(zhì)子理論.1923年,Br?nsted(布朗思帝得)凡能給出質(zhì)子的物質(zhì)稱為酸;凡能接受質(zhì)子的物質(zhì)稱為堿.質(zhì)子酸堿有共軛關(guān)系,酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是質(zhì)子的轉(zhuǎn)移和傳遞的結(jié)果.對(duì)于酸限制在含氫的物質(zhì)上,酸堿反應(yīng)也僅限于包括質(zhì)子轉(zhuǎn)移的反應(yīng).酸堿電子理論,Lewis(路易斯)酸堿理論凡是能接受電子對(duì)的物質(zhì)為酸;凡是能給出電子對(duì)的物質(zhì)為堿.酸堿反應(yīng)是電子的轉(zhuǎn)移.范圍擴(kuò)大了,著眼于物質(zhì)的結(jié)構(gòu).進(jìn)一步包括的配合物的形成體.軟硬酸堿理論,1963年,Pearson(帕耳森)根據(jù)Lewis酸堿對(duì)外層電子吸引的松緊程度,即保持價(jià)電子能力的強(qiáng)弱進(jìn)一步劃分為軟硬酸堿.近代酸堿理論酸堿理論內(nèi)容缺點(diǎn)電離理論.1884年,S.A.A或或

酸的強(qiáng)度是指酸解離H+的能力,用解離常數(shù)Ka值表示,Ka值與物質(zhì)的本性及溫度有關(guān).一、酸堿質(zhì)子理論及共軛酸堿對(duì)1、酸、堿的概念:

酸度就是指H+的濃度,常用pH值來(lái)表示:酸度,酸的強(qiáng)度以及酸的濃度的區(qū)別

酸的濃度常分為分析濃度,表示為cHB和平衡濃度,表示為cHBeq或[HB],單位:mol·dm-3.如,HAc的Ka=1.76×10-5如,cHAc=[HAc]+[Ac-]若:HAc

Ac-+H+或一、酸堿質(zhì)子理論及共軛酸堿對(duì)酸堿質(zhì)子理論:酸為質(zhì)子給體,堿為質(zhì)子受體;共軛酸堿對(duì)酸

堿+H+例如:HAc

Ac-+H+NH4+

NH3+H+結(jié)論:質(zhì)子理論中的酸、堿可為分子或離子;共軛酸堿一定共存,且相互轉(zhuǎn)化;酸愈強(qiáng),它的共軛堿愈弱,反之亦然;H+、OH-、H2O哪個(gè)為酸、堿?[Al(H2O)6]3+

[Al(H2O)5(OH)]2++H+H2PO4-

HPO42-+H+HPO42-

PO43-+H+一、酸堿質(zhì)子理論及共軛酸堿對(duì)酸堿質(zhì)子理論:酸為質(zhì)子給體,堿酸、堿反應(yīng)中酸給出質(zhì)子,由堿來(lái)接受質(zhì)子,如:一、酸堿質(zhì)子理論及共軛酸堿對(duì)普遍的公式:酸1+堿2

酸2

+堿1

共軛共軛HAc+H2O

H3O++Ac-酸1堿2酸2

堿1HCl+H2O

H3O++Cl-酸1堿2酸2

堿1NH3+H2OOH-

+NH4+堿1酸2堿2

酸1HAc+NH3NH4

++Ac-酸1堿2酸2

堿1強(qiáng)酸1+強(qiáng)堿2

→弱酸2

+弱堿1程度相對(duì)高酸、堿反應(yīng)中酸給出質(zhì)子,由堿來(lái)接受質(zhì)子,如:一、酸堿表3-3常見(jiàn)共軛酸堿對(duì)共軛酸共軛堿名稱分子式分子式名稱酸性增強(qiáng)高氯酸硝酸氫碘酸鹽酸硫酸水合氫離子HClO4HNO3HIHClH2SO4H3O+ClO4-NO3-I-Cl-HSO4-H2O~酸根離子~酸根離子碘離子氯離子~酸根離子水堿性增強(qiáng)亞硝酸氫氟酸醋酸氫硫酸銨離子氫氰酸HNO2HFCH3COOHH2SNH4+HCNNO2-F-CH3COO-HS-NH3CN-~酸根離子氟離子~酸根離子硫氫根離子氨氰根離子水H2OOH-氫氧離子氨氫氧離子NH3OH-NH2-O2-氨基離子氧離子表3-3常見(jiàn)共軛酸堿對(duì)共軛酸共軛堿名稱分子式分子式二、弱酸、弱堿在水溶液中的離子平衡及計(jì)算1、一元弱酸及一元弱堿的解離平衡(3-3-1)

Ka為弱酸解離常數(shù),與酸的本性和溫度有關(guān),與酸的起始濃度無(wú)關(guān);Ka表示一元弱酸解離程度,也表示相同濃度不同酸的酸性強(qiáng)弱。即Ka愈大的一元弱酸的酸性愈強(qiáng)。⑴一元弱酸(如HAc、HCN等)

例:HA

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