第二章溶液的濃度

第二章溶液的濃度1第1頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月一、分散系的概念

分散系：一種或多種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所構(gòu)成的體系稱為分散系。分散質(zhì)：被分散的物質(zhì)稱為分散質(zhì)或分散相。分散介質(zhì)：包含分散質(zhì)的物質(zhì)稱為分散介質(zhì)或分散劑。例：分散系：NaCl水溶液泥漿牛奶分散質(zhì)：NaCl泥土奶油分散介質(zhì)：水水水

§2-1分散系第2頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月二、分散系的分類：１、按聚集狀態(tài)分液液固固氣氣分散質(zhì)分散劑九種分散系分散質(zhì)分散劑實(shí)例氣

氣液

氣固

氣氣

液液

液固

液氣

固液

固固

固空氣云/霧灰塵泡沫酒泥水海綿珍珠合金第3頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月二、分散系的分類：２、按分散質(zhì)粒子的大小分<1nm真溶液（1nm=10-9m）1-100nm膠體分散系（溶膠、高分子溶液）>100nm粗分散系（懸濁液、乳狀液）第4頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月三、膠體溶液氣溶膠：煙塵、霧；液溶膠（水溶膠）：血液、淀粉膠體、涂料；固溶膠：有色玻璃、煙水晶。分散質(zhì)微粒的直徑大小在10-9m~10-7m(1nm-100nm)之間的分散系.第5頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月三、膠體溶液——（一）丁達(dá)爾現(xiàn)象ＣuSO4溶液Fe(OH)3膠體丁達(dá)爾效應(yīng)：光束通過膠體時(shí)出現(xiàn)一條光亮的通路的現(xiàn)象。對光散射作用（用來鑒別溶液和膠體的物理方法）第6頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）丁達(dá)爾現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用第7頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）自然界的丁達(dá)爾現(xiàn)象第8頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）自然界的丁達(dá)爾現(xiàn)象第9頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月布朗運(yùn)動：在超顯微鏡下觀察溶膠時(shí)，可以見到膠體粒子的閃光不斷上下往來，做不規(guī)則運(yùn)動，這種運(yùn)動叫做布朗運(yùn)動。特點(diǎn)：①膠體粒子越小，布朗運(yùn)動越顯著

②溫度越高，布朗運(yùn)動越劇烈。原因：周圍分散劑分子不斷從各個(gè)方向撞擊這些溶膠粒子，而在每一瞬間膠粒收到的撞擊力在各個(gè)方向上是不同的，因而膠粒處于不斷的無秩序的運(yùn)動狀態(tài)。三、膠體溶液——（二）布朗運(yùn)動第10頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月吸附作用是指各種氣體、蒸氣以及溶液里的溶質(zhì)被吸著在固體或液體物質(zhì)表面上的作用。分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附是以分子間作用力相吸引的。物質(zhì)的表面積越大，吸附能力越強(qiáng)，例如活性炭、硅藻土、硅膠等。膠體粒子直徑在1nm-100nm之間，表面積巨大，因此膠體具有強(qiáng)大的吸附力。

吸附現(xiàn)象是膠體的特性之一。

三、膠體溶液——（三）吸附作用第11頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月電泳現(xiàn)象：膠粒在外加電場作用下，能在分散劑里向陽極或陰極作定向移動，這種現(xiàn)象叫電泳。

三、膠體溶液——（四）電泳現(xiàn)象醫(yī)學(xué)上：常用于分離血清或血漿成分，以及尿液和脊髓液中的蛋白質(zhì)。通過分析研究人體的生理和病理變化，幫助診斷。第12頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月1、膠體的聚沉這種使膠粒聚集成較大的顆粒而沉降的過程叫做聚沉。

（1）加入電解質(zhì)溶液，使溶膠聚沉；（2）加入帶異號電荷的另一種溶膠，使溶膠聚沉；（3）加熱使溶膠聚沉。三、膠體溶液——（五）膠體的聚沉與保護(hù)第13頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月2、膠體的保護(hù)在一定量的溶膠中加入足夠量的大分子化合物溶液，可使溶膠的穩(wěn)定性增高，當(dāng)受到外界因素作用時(shí)（如電解質(zhì)的作用），不易發(fā)生聚沉，這種現(xiàn)象叫做保護(hù)作用。例如：血液中的蛋白質(zhì)對微溶性的無機(jī)鹽類溶膠（碳酸鈣、磷酸鈣等）起了保護(hù)作用。三、膠體溶液——（五）膠體的聚沉與保護(hù)第14頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月分散質(zhì)粒子大小小于1nm的分散系叫做真溶液，簡稱溶液。是一種物質(zhì)以分散或離子狀態(tài)均勻地分散在另一種物質(zhì)中所得到的均勻、透明、穩(wěn)定的體系。

被溶解的物質(zhì)叫做溶質(zhì)。

能溶解糖和鹽的水及溶解碘的酒精叫溶劑溶劑是水的溶液叫水溶液。四、真溶液第15頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月§2-2溶液濃度的表示方法溶液：定義？廣義地說，兩種或兩種以上的物質(zhì)均勻混合而且彼此呈現(xiàn)分子（或離子）狀態(tài)分布者均稱為溶液。溶液氣態(tài)溶液：（空氣）液態(tài)溶液：（酸、堿）固態(tài)溶液：（合金）溶質(zhì)溶劑第16頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月一、物質(zhì)的量濃度定義：一升溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量稱為物質(zhì)的量濃度，用符號Ｃ表示，單位是mol/LC=n(溶質(zhì))／V(升)例：配制0.10mol/L的Na2CO3溶液500ml，應(yīng)取Na2CO3多少克？濃度：溶液的濃度是指一定量（質(zhì)量或體積）溶液或溶劑中，所含溶質(zhì)的量（質(zhì)量或體積）。臨床上：給病人服用的藥都要求有一定的濃度。第17頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月二、其他常用溶液濃度的表示方法1、質(zhì)量摩爾濃度定義：指1kg溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量表示為質(zhì)量摩爾濃度，符號b，單位為：mol/kg例：250克溶液中含有40克NaCl，計(jì)算此溶液的質(zhì)量摩爾濃度。解：水的質(zhì)量＝250-40=210（克）m=40×1000/(58.5×210)=3.26mol/kgb=n(溶質(zhì))／m(溶劑)（kg）第18頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月二、其他常用溶液濃度的表示方法2、質(zhì)量分?jǐn)?shù)：溶質(zhì)B的質(zhì)量mB與溶液的質(zhì)量m之比，稱為溶質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，符號ωB

溶質(zhì)的質(zhì)量（克）ωB=————————×100%溶液的質(zhì)量（克）

3、濃度之間的換算（1）物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量摩爾濃度的換算：互相換算必須得知溶液的密度；對于很稀的水溶液，可近似認(rèn)為物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量摩爾濃度相等。第19頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月3、濃度之間的換算

例題：在100ml水中，溶解17.1g蔗糖（C12H22O11）溶液的密度為1.06g/ml。已知水的密度為1g/ml，求蔗糖的質(zhì)量摩爾濃度、物質(zhì)的量濃度。（2）物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的換算

1000×d×ωBCB

=——————M例題：求密度為1.84g/ml，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.96的濃硫酸的物質(zhì)的量濃度。第20頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月三、溶液的配置1、一定濃度溶液的配置（1）用一定體積的溶液中所含溶質(zhì)的量來表示濃度，如物質(zhì)的量。

特點(diǎn)：溶質(zhì)和溶劑混合，體積沒有加和性（2）用一定質(zhì)量的溶液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量來表示溶液濃度，如質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

特點(diǎn)：質(zhì)量有加和性，通過質(zhì)量和密度求體積2、溶液的稀釋在溶液中加入溶劑后，溶液的體積增大而濃度變小的過程，叫做稀釋。第21頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

稀釋定律：C1V1=C2V2

解：C1V1=C2V217.9×5=C2×500C2=17.9×5/500=0.179mol/L例：取上述濃硫酸５ml稀釋至500ml，該稀硫酸（H2SO4)溶液的濃度是多少？第22頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月作業(yè)第二章溶液的濃度習(xí)題1、2、4、6、7、8第23頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月與溶質(zhì)本性有關(guān)，如酸堿性、導(dǎo)電性、顏色。溶液的性質(zhì)與溶質(zhì)本性無關(guān)，只與溶質(zhì)的數(shù)量有關(guān)。

溶液的這種只與溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的數(shù)量有關(guān)而與溶質(zhì)本性無關(guān)的性質(zhì)稱為溶液的依數(shù)性，又稱為溶液的通性。依數(shù)性是指：溶液的蒸氣壓下降溶液的沸點(diǎn)上升溶液的凝固點(diǎn)下降溶液具有滲透壓第三章非電解質(zhì)的依數(shù)性質(zhì)點(diǎn)：溶液中實(shí)際存在的分子、離子等。第24頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

一、溶液的蒸氣壓下降蒸發(fā)H2O(l)= H2O(g)凝聚純水的蒸氣壓初始：V蒸發(fā)>V凝聚平衡：V蒸發(fā)=V凝聚第25頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月飽和蒸氣壓：在一定的溫度下，當(dāng)蒸發(fā)的速度等于凝聚的速度，液態(tài)水與它的蒸氣處于動態(tài)平衡，這時(shí)的蒸氣壓稱為水在此溫度下的飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓。用符號P

表示

溫度升高，蒸氣壓增大。蒸氣壓的大小分子間作用力越大，蒸氣壓越小。在純?nèi)軇┲屑尤腚y揮發(fā)的物質(zhì)以后，達(dá)平衡后,P溶液總是小于同T下的P純?nèi)軇慈芤旱恼魵鈮合陆?。?6頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月△P=P純-P液蒸汽壓下降的原因：純?nèi)軇┱Ｈ芤荷俚?7頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月拉烏爾定律：

在一定的溫度下，難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降與溶質(zhì)B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)）成正比。

P：溶液的蒸氣壓P°：純?nèi)軇┑恼魵鈮簄A：溶劑的物質(zhì)的量nB：溶質(zhì)的物質(zhì)的量

nB

△P=P°———＝P°·XBnA+nB∴P液<P純劑，C液越大，P液越小。P純-P液的差值也越大。第28頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)溶液很希時(shí)：nA+nB≈nA

nB nB△P=P°————＝P°

————nA+nB

nA mA

nA＝————MA

nB △P=P°————×MA

mA

當(dāng)溫度一定時(shí)，P°和MA為一常數(shù)，用K表示，則：△P=Kb（B）第29頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月拉烏爾定律另一種表述：在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸汽壓下降，近似與溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度成正比，與溶質(zhì)的本性無關(guān)。如果溶劑是水,且質(zhì)量為1kg,則b=nB/1kg在數(shù)值上b＝nB

nA=1000/18.01=55.52mol

nB

nB P°

△P=P°————≈P°-----=———b=K蒸b 55.52＋nB 55.52 55.52

△P=K蒸b拉烏爾定律的再一種表述:（K蒸與溶劑、T

有關(guān)的常數(shù)，溶劑不同，其K蒸不同；同一溶劑，溫度不同，其K蒸也不同）第30頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月例在25℃時(shí),13%的某難揮發(fā)的非電解質(zhì)水溶液的蒸氣壓P=3.06kPa,已知同溫度下水的蒸氣壓P°=3.17kPa，計(jì)算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。解:K蒸=3.17/55.52=0.0571代入:△P=K蒸b0.11=0.0571×13×1000/(M×87)M=77.56(g/mol)△P=3.17-3.06=0.11（kPa）molkgMb/87100013××=第31頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月二、溶液的沸點(diǎn)上升

沸點(diǎn):溶液的蒸汽壓隨溫度的升高而增大，當(dāng)P液=P大氣壓時(shí)，蒸發(fā)不僅在液體表面，而且在液體內(nèi)部進(jìn)行，此時(shí)的溫度稱為溶液的沸點(diǎn)。純水：P外=101.3kPa，t純水=100℃.溶液：

當(dāng)t溶=100℃P溶＜P外=101.3kPa

只有t溶>100℃P溶=101.3kPa=P外

實(shí)驗(yàn)證明：液體的沸點(diǎn)總是高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)。第32頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月根本原因：蒸汽壓下降P液<P純,飽溶液的沸點(diǎn)上升示意圖tb°tb△tb溶劑溶液PPokPa蒸氣壓溫度△P101.3kPaABB’第33頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

△tb=Kb·b（B）=tb-tbo

Kb為沸點(diǎn)上升常數(shù)，與溶劑的本性有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。根據(jù)拉烏爾定律，△P與b（B）成正比（即與溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度成正比），∴△Tb（沸點(diǎn)升高）亦應(yīng)與b（B）成正比，△P越大，△Tb也越大。第34頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月例：將12.0g尿素[CO(NH2)2]和34.2蔗糖（C12H22O11)分別于250.0g水中,計(jì)算此兩種溶液的沸點(diǎn)(Kb=0.52K·kg·mol-1）解：M尿素=60g·mol-1b=12.0×1000/60×250=0.80mol·kg-1

△tb=0.52×0.80=0.42(K)tb=373.15+0.42=373.57(K)

同理，蔗糖的M=342g·mol-1

m=34.2×1000/342×250=0.40mol·kg-1△tb=0.52×0.40=0.21(K)tb=373.15+0.21=373.36(K)第35頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

凝固點(diǎn)：在一定的外壓下（一般為常壓），物質(zhì)固相蒸汽壓和液相蒸汽壓相等，兩相平衡共存時(shí)的溫度，稱為該物質(zhì)的凝固點(diǎn)。 凝固點(diǎn)時(shí)：PL=Ps

△tf=Kfb（B）=tfo

-tf溶液的凝固點(diǎn)下降示意圖抗旱性：沸點(diǎn)升高使蒸發(fā)減慢。耐寒性：凝固點(diǎn)下降使細(xì)胞液不凝聚、防凍劑。應(yīng)用：三、溶液的凝固點(diǎn)下降溶液的凝固點(diǎn)tf總是低于純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)tfo

?！鱐f（凝固點(diǎn)降低）亦應(yīng)與b（B）成正比，△P越大，△Tf也越大第36頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月b'溶液純水a(chǎn)'abc’△Tf△PPo(KPa)P

0.6105TfTfo(273K)373KT溶劑的凝固點(diǎn)下降示意圖第37頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月例：為了防止汽車水箱中的水在266K時(shí)凝固，以無水乙醇（ρ=0.803g/ml）做防凍劑，問每升水須加若干ml乙醇？（假設(shè)溶液服從拉烏爾定律）解：已知水的凝固點(diǎn)為273K，Kf=1.86∴△Tf=273-266=7(K)∴△Tf=Kf×bb=△Tf/Kf=7/1.86=3.76(mol/kg)即每升水加3.76mol乙醇，已知M乙醇=46，ρ=0.803?！鄳?yīng)加入乙醇體積為V=3.76×46/0.803=215.6(ml)答：略。第38頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月四、溶液的滲透壓（范托夫規(guī)則）半透膜的作用：只許溶劑分子通過，溶質(zhì)分子不能通過。初始：溶劑分子擴(kuò)散速度V純水>V糖水?dāng)U散方向：純水糖水半透膜液面上升液面下降純水糖水?dāng)U散過程放大如后圖第39頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月H2O糖分子V純水快，多少V糖水慢第40頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月滲透：溶劑分子通過半透膜自動單向擴(kuò)散的過程稱為滲透。當(dāng)V純水=V糖水(速度）滲透停止。糖水溶液增高的這部分水的靜壓力就是糖水溶液的滲透壓。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π表示。純水糖水

h純水糖水第41頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月高滲溶液低滲溶液等滲溶液滲透現(xiàn)象在動植物的生命過程中有著重要的作用，例：

1、醫(yī)學(xué)上輸液必需輸?shù)葷B溶液。

2、動物體內(nèi)水份的輸送。

3、植物從土壤中吸收水份和營養(yǎng)。4、求算溶質(zhì)的分子量。滲透作用產(chǎn)生的條件：一、是有半透膜存在；二、是膜兩側(cè)溶液的濃度不相等。第42頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)證明：1、同一溫度下，溶液的滲透壓與濃度成正比。2、相同濃度時(shí)，滲透壓與熱力學(xué)溫度成正比。計(jì)算公式：π=CRT≈b(B)RT（溶液很稀時(shí)，物質(zhì)的量濃度約等于質(zhì)量摩爾濃度。即c≈b）

C：物質(zhì)的量濃度R：氣體常數(shù)8.314kPa.L.mol-1.K-1T：熱力學(xué)溫度（絕對溫度）第43頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月例人體血的滲透壓為709.275kPa,人體溫度為37℃。試計(jì)算給人體輸液時(shí)所用葡萄糖溶液的AW是多少？（設(shè)葡萄糖溶液密度是1.01g.ml-1；葡萄糖的分子摩爾質(zhì)量M為180g.mol-1）。解：∵π=CRT∴C=π/RT

C=709.275/8.314×(273.15+37)=0.28mol.L-1AW=C·M/1000·ρ=(0.28×180/1000×1.01)×100%

=5.0%第44頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月鹽水淡水PP>反滲透法凈化水第45頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月例、海水在298K時(shí)的滲透壓為1479kpa，采用反滲透法制取純水，試確定用1000cm3的海水通過只能使水透過的半透膜，提取100cm3的純水，所需要的最小外加壓力是多少?

解：隨著反滲透的進(jìn)行，海水中鹽的濃度增大，當(dāng)?shù)玫?00cm3純水時(shí)，最終海水的滲透壓π2和初始海水的滲透壓π1的比值為第46頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月C1=nmol／1000cm3C2＝nmol／(1000-100)cm3

因?yàn)闈B透前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量未減少，第47頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月五、稀溶液的通性的應(yīng)用

1、測定物質(zhì)的分子摩爾質(zhì)量。例：溶解2.76克甘油于200克水中，測得其凝固點(diǎn)為-0.279℃試求甘油的摩爾質(zhì)量。解：設(shè)甘油的摩爾質(zhì)量為M,則：n=2.76×1000/200M=13.8/M△tf=tf°–tf=Kf·n0.279=1.86×13.8/MM=92(g.mol-1)第48頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月例：10.3克某非電解質(zhì)溶解在140克水中，使水的沸點(diǎn)升為101.3℃,計(jì)算該非電解質(zhì)的分子量。解：設(shè)該非電解質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，已知△tb=101.3–100=1.3查Kb=0.52根據(jù)△tb=Kb·n