无机化 第八章水溶液 医药化工学院无机化学教研室 www.yyhg.tzc.edu.cn
1 医药化工学院 无机化学教研室 www.yyhg.tzc.edu.cn 第八章 水溶液
学习要求
2 学习要求
教学内容 第一节溶液的浓度和溶解度 第二节非电解质稀溶液的通性 第三节电解质溶液 3
3 教学内容 第一节 溶液的浓度和溶解度 第二节 非电解质稀溶液的通性 第三节 电解质溶液
第一节溶液的浓度和溶解度 一、 溶液浓度 1、定义：溶液中溶质相对于溶液或溶质的相对量 2、分类：物质的量的浓度：C=n/V 质量分数：⊙=W(B)/W 摩尔分数n,=n(B)/n 二、溶解度 1、定义：一定温度和压力下溶质在一定量溶剂中形成 饱和溶液时，被溶解的溶质的量 2、表示形式：质量分数ω、物质的量浓度C、质量摩 尔浓度m。 3、亨利定律：气体溶解度与气体分压成正比。 P-Kx P-Kc p-Km
4 第一节 溶液的浓度和溶解度 一、溶液浓度 １、定义：溶液中溶质相对于溶液或溶质的相对量 ２、分类：物质的量的浓度:C=n/V 质量分数: ω =W(B)/W 摩尔分数 ni=n(B)/n 二、溶解度 １、定义：一定温度和压力下溶质在一定量溶剂中形成 饱和溶液时，被溶解的溶质的量 ２、表示形式：质量分数ω 、物质的量浓度C 、质量摩 尔浓度m。 ３、亨利定律：气体溶解度与气体分压成正比。 p=Kx p=Kc p=Km
三、相似相溶原理 溶质分子与溶剂分子结构越相似，相互溶解越容易。 溶质分子的分子间力与溶剂分子的分子间力相似， 越易互溶 溶质 溶剂 溶液
5 三、相似相溶原理 溶质分子与溶剂分子结构越相似，相互溶解越容易。 溶质分子的分子间力与溶剂分子的分子间力相似， 越易互溶
第二节非电解质稀溶液的通性 colligative properties dilute nonelectroiyte solution) 溶液的性质不同于溶剂、溶质，可分为两类：①由溶质本 身引起的：颜色、导电性、密度；②由溶液组成引起的 ,即溶质与溶剂的粒子数引起的，与溶质的本性无关。 称稀溶液的依数性（仅适用于稀溶液） 各种溶液各有其特性，但有几种性质是一般稀溶液所共有 的.这类性质与浓度有关，或者是与溶液中的“粒子数 ”有关，而与溶质的性质无关.Ostwald称其为“依数 性”.这里是非常强调溶液是“难挥发的”，“非电解 质的”和“稀的”这几个定语的， 溶液的几种性质与水的比较 物质 Tb/℃ T/℃ 20℃/(gcm3) 纯水 100.00 0.00 0.9982 0.5mokg+糖水 100.27 -0.93 1.0687 100 00A 10012
6 第二节 非电解质稀溶液的通性 colligative properties dilute nonelectroiyte solution） 溶液的性质不同于溶剂、溶质，可分为两类：①由溶质本 身引起的：颜色、导电性、密度；②由溶液组成引起的 ，即溶质与溶剂的粒子数引起的，与溶质的本性无关。 称稀溶液的依数性（仅适用于稀溶液） 各种溶液各有其特性，但有几种性质是一般稀溶液所共有 的. 这类性质与浓度有关，或者是与溶液中的“粒子数 ”有关，而与溶质的性质无关. Ostwald 称其为“依数 性” . 这里是非常强调溶液是“难挥发的”，“非电解 质的”和“稀的”这几个定语的. 溶液的几种性质与水的比较 物质 Tb / ℃ Tf / ℃ 20℃ / (g·cm-3 ) 纯水 100.00 0.00 0.9982 0.5mol·kg -1糖水 100.27 -0.93 1.0687 0.5mol·kg -1尿素水溶液 100.24 -0.94 1.0012
2.1溶液里的蒸汽压下降 (lowering of the vapor pressure of the solvent) (1)蒸气压定义 当V蒸发=V凝结时达动态平衡，具蒸气压即饱和蒸气压 ①溶液本身：P小，难挥发如甘油、蔗 影响因素 糖、氯化钠 P大，易挥发如汽油、乙醚。 ②温度：温度越高，P越大。 >
7 2.1 溶液里的蒸汽压下降 （lowering of the vapor pressure of the solvent） 当V蒸发＝V凝结时达动态平衡，具蒸气压即饱和蒸气压 （1）蒸气压定义 ②温度：温度越高，P越大。 影响因素 ①溶液本身：P小，难挥发如甘油、蔗 糖、氯化钠 P大，易挥发如汽油、乙醚
2.1溶液里的蒸汽压下降 (2)溶液蒸汽压下降实验 实验： Pure sol小vent Solution with a Water nonvolatile solute 在液体中加入任何一种难挥发的物质时，液体的蒸汽压便下 降，在同一温度下，纯溶剂蒸汽压与溶液蒸汽压之差，称为 溶液的蒸汽压下降（△p). 解释：同温度下，由于溶质的加入，使溶液中单位体积溶剂 蒸发的分子数目降低，逸出液面的溶剂分子数目相应减 小，因此在较低的蒸汽压下建立平衡，即溶液的蒸汽压 业☒的求汽压低 8
8 (2) 溶液蒸汽压下降实验 同一温度下，由于溶质的加入，使溶液中单位体积溶剂 蒸发的分子数目降低，逸出液面的溶剂分子数目相应减 小, 因此在较低的蒸汽压下建立平衡，即溶液的蒸汽压 比溶剂的蒸汽压低. 实验： 解释： 2.1 溶液里的蒸汽压下降 在液体中加入任何一种难挥发的物质时，液体的蒸汽压便下 降，在同一温度下，纯溶剂蒸汽压与溶液蒸汽压之差，称为 溶液的蒸汽压下降（p）
(3)拉乌尔定律(Raoult'slaw) 根据实验结果，在一定温度下，稀溶液的蒸汽压等 于纯溶剂的蒸汽压乘以溶剂在溶液中的摩尔分数， 即 PA=P XB 式中P是溶液中溶剂的蒸气分压；p是纯溶剂 的蒸气压；X是溶剂的物质的量分数 △p=p-PB=p(1-Xg)=pxa ure XA =nA/(nB+nA)=nA/nB mM/1000 △p=Km K蒸汽压下降系数，m质量摩尔浓度 Mole fraction of solvent Xsolvent
9 （3）拉乌尔定律（Raoult’s law） 根据实验结果，在一定温度下，稀溶液的蒸汽压等 于纯溶剂的蒸汽压乘以溶剂在溶液中的摩尔分数， 即 Δp = Km 式中pA是溶液中溶剂的蒸气分压；p是纯溶剂 的蒸气压；xB是溶剂的物质的量分数 pA＝p xB Δp=p -pB＝ p(1-xB ) ＝ pxA xA =nA/(nB+nA)= nA/nB = mM/1000 K蒸汽压下降系数，m质量摩尔浓度
Example 已知20℃时水的饱和蒸汽压为2.33kPa.将17.1g蔗糖(C12H2201 )与3.00g尿素[C0NH2)2分别溶于100g水.计算形成溶液的蒸 汽压 两种溶质的摩尔质量是M1=342g/mol和M2=60.0gmol 17.1g 1000gH,0 m1三 =0.500mol.kg Solution 342g.mol-100gH,O 3.00g 1000g12,0 m2= 60.0gmol×100gH,0 =0.500mol·kg 两种溶液中水的摩尔分数相同： 55.5 0555+05=0,91 所以，两种溶液的蒸汽压均为：p=2.33kPa×0.991=2.31kPa 只要溶液的质量摩尔数相同，其蒸汽压也相同
10 Example 已知20 ℃时水的饱和蒸汽压为2.33 kPa. 将17.1g蔗糖（C12H22O11 ）与3.00g尿素 [CO(NH2 )2 ]分别溶于100g 水. 计算形成溶液的蒸 汽压. Solution 两种溶质的摩尔质量是M1=342 g/mol和M2=60.0 g/mol 则 只要溶液的质量摩尔数相同，其蒸汽压也相同. 两种溶质的摩尔质量是M1=342 g/mol和M2=60.0 g/mol 0.991 55.5 0.5 55.5 0.500mol kg 100gH O 1000gH O 60.0g mol 3.00g 0.500mol kg 100gH O 1000gH O 342g mol 17.1g H 0 1 2 2 2 1 1 2 2 1 1 2 = + = = = = = − − − − x m m 两种溶液中水的摩尔分数相同： 所以，两种溶液的蒸汽压均为：p=2.33 kPa×0.991=2.31 kPa 0.991 55.5 0.5 55.5 0.500mol kg 100gH O 1000gH O 60.0g mol 3.00g 0.500mol kg 100gH O 1000gH O 342g mol 17.1g H 0 1 2 2 2 1 1 2 2 1 1 2 = + = = = = = − − − − x m m 两种溶液中水的摩尔分数相同：