大化-第一节和第二节

第二章溶液与离子平衡溶液问题主要讨论：溶质和溶剂的相对含量形成溶液后溶剂性质的变化溶质在溶液中的化学过程本章内容提要§2-1溶液§2-2稀溶液的依数性§2-3酸碱质子理论§2-4酸和碱的质子转移平衡§2-5难溶电解质的沉淀溶解平衡§2-6配位平衡§2-7胶体§2-1溶液浓度的表示方法溶液浓度的表示方法1.物质B的质量分数（PercentofMass,wB)2.物质B的物质的量浓度（MolarityofSoluteB,cB)BBABmmmmm总wB=BnV总cB=单位：mol·L-1(缩写为M)wB的量纲为1A为溶剂，B为溶质3.物质B的质量摩尔浓度（MolalityofSoluteB,bB)单位：mol·kg-1ABmnbB=一般，对于较稀的水溶液，bB=cB(?)4.物质B的摩尔分数（molefractionofsoluteB,xB)1BBxBBABnnnnn总xB=1BB5.物质B的体积分数（volumefractionofsoluteB,)BB=BBABVVVVV总=6.物质B的质量浓度(即密度,densityofsoluteB)=BBABmmVVV总dB=单位：g·cm-3§2-2稀溶液的依数性问题讨论：1.高山上鸡蛋煮不熟。2.撒盐除冰；海水比淡水不容易结冰。3.菜烧咸了，吃后有口渴的感觉；庄稼施肥后需要浇水。4.点滴用的是生理盐水（0.9%的NaCl溶液）。§2-2稀溶液的依数性按溶质导电与否有电解质溶液和非电解质溶液之分。按溶质相对含量不同有稀溶液和浓溶液之分。一般，稀溶液浓度小于0.2mol/L，浓溶液大于6.0mol/L。溶液的性质与溶质的性质有关，如颜色、酸碱性、导电性等溶液的性质与溶质的性质无关，如蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降、渗透压——溶液的依数性（又称为溶液的通性）浓溶液和电解质溶液的依数性更明显，但因粒子之间的作用力比较大而难以定量。稀溶液的依数性呈现明显的定量规律。§2-2稀溶液的依数性蒸气压下降p一什么是溶剂（纯液体）的蒸气压？什么是溶液的蒸气压？什么是溶液的蒸气压下降？1.溶剂（纯液体）的蒸气压（p*）以水为例，一定温度下液-气间的相平衡可表示为：水蒸发凝结H2O(l)H2O(g)蒸发凝结100℃时，p*(H2O,g)=101.325kPa平衡时液面上空的蒸气叫饱和蒸气,饱和蒸气所产生的压力叫饱和蒸气压，用p*表示，单位为Pa或kPa。p*要点提示：★溶剂的蒸气压与溶剂的本性有关。★温度升高，溶剂的蒸气压增大。★固体物质（如干冰和樟脑等）也有蒸气压，一般很小。★易挥发性物质的蒸气压大，难挥发性物质的蒸气压小。2.溶液的蒸气压（p）（1）溶液的蒸气压下降：pp*25C时，水的蒸气压:p(H2O)=3167.7Pa0.5mol·kg-1糖水的蒸气压则为:p(H2O)=3135.7Pa溶剂溶液溶质粒子溶液的蒸气压实际上是指溶液中纯溶剂的蒸气压。+溶质p*p=p*-pp（2）溶液蒸气压下降原因：溶剂p*溶液p溶质粒子实质上是挥发的溶剂分子数减少所致。可用分子运动论解释。溶液的蒸气压下降()：p在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压总是低于同温度下纯溶剂的蒸气压，这种现象称为溶液的蒸气压下降。原因有二：a.溶剂表面被一定数目的溶质粒子占据。b.溶质粒子与溶剂分子之间的作用力（溶剂化作用）较大。溶剂p*溶液p（4）稀溶液蒸气压下降的定量计算：拉乌尔定律的经验公式。适用范围：pp=p*·xA难挥发、非电解质、稀溶液（3）溶液的蒸气压下降程度与溶质粒子数量的关系：成正比溶质粒子=p*·xB思考题：蒸气压的下降值由哪些因素决定？电解质溶液或溶液浓度大时，溶液的蒸气压也下降，而且更显著，并随溶质粒子数的增加而增加，但溶液的蒸气压下降值不满足拉乌尔定律。注意事项：A为化学水化层，水分子失去自由度。B为物理水化层，粒子的吸引作用较弱，水分子的自由度随温度而变。C为自由水分子层。溶质粒子的溶剂化作用是指粒子的周围被溶剂分子包围，形成水化层。沸点上升bT二1.沸点的定义：液体的蒸气压与外界压力相等(即p液体=p外)时，液体开始沸腾的温度。如p(H2O,l)=p(外)=101.325kPa时，Tb=373.15K若p(外)101.325kPa时，则Tb373.15Kp(外)101.325kPa时，则Tb373.15K通常所说的沸点是外界压力为101.325kPa时的沸点。3.沸点上升值的定量计算：拉乌尔定律的经验公式：适用范围：bT=Tb-Tb*=Kb·bB,其中Kb是溶剂的沸点升高常数难挥发、非电解质、稀溶液2.经验表明，溶液的沸点总是高于纯溶剂，高出的数值即是沸点上升值。bT（？）凝固点下降fT三1.凝固点（即冰点）的定义：物质的液相蒸气压和固相蒸气压相等时，物质开始凝固的温度。如p(H2O,l)=p(H2O,s)=610.6Pa时，Tf=273.15K3.凝固点下降值的定量计算：拉乌尔定律的经验公式。该定律的适用范围：难挥发、非电解质、稀溶液2.经验表明，溶液的凝固点总是低于纯溶剂，低出的数值即是凝固点下降值。fT（？）fT=Tf*-Tf=Kf·bB,其中Kf是溶剂的凝固点降低常数溶液的蒸汽压总是低于溶剂为使溶液的蒸汽压与外压相等，必须提高温度所提高的温度就是沸点上升为使溶液的蒸气压与固相的相同必须降低温度所降低的温度就是凝固点下降610.6Pa思考：溶液沸点上升和凝固点下降的根本原因?渗透压Ⅱ四1.半透膜：只允许溶剂分子，而不允许溶质分子通过的一种薄膜。半透膜渗透压渗透反渗透2.范特霍夫（1886，荷兰）方程式：RTnB∏V=其中V为溶液的体积该公式的适用范围:非电解质、稀溶液RTnB∏=V或稀溶液定律（依数定律）难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降以及渗透压与一定量溶剂中溶质的物质的量（即溶质的粒子数）成正比，与溶质的本性无关。五注意事项：1）稀溶液定律仅适用于难挥发非电解质稀溶液，而不适用电解质溶液和浓溶液。2）电解质溶液或浓溶液的蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降以及渗透压的数值仍与溶质粒子数量有关，并随其数量的增加而增大,但不满足上述定律的定量关系。3）电解质溶液或浓溶液的依数性比非电解质稀溶液更显著。例题1.0.1mol·kg-1的下列物质的水溶液(稀溶液)，凝固点的高低顺序为：a.CaCl2b.葡萄糖c.HAcd.NaClbcdadcba例题2.下列水溶液(稀溶液)渗透压高低顺序是：a.0.1mol·dm-3C6H12O6b.0.1mol·dm-3C2H5OHc.0.1mol·dm-3KCld.0.1mol·dm-3K2SO4依数性的应用(1)测定溶质的摩尔质量（即相对分子质量）六常用沸点上升和凝固点下降这两种依数性来测定溶质的摩尔质量。例题：把1.09g葡萄糖溶于20g水中所得溶液在101.325kPa下沸点上升了0.156K，求葡萄糖的摩尔质量。已知水的Kb=0.52K·kg·mol-10.156K=0.52K·kg·mol–11000/20/09.1MM=g·mol–1=181g·mol–1156.002.052.009.1解：bT利用=Kb·bB,(2)测定溶液的沸点和凝固点例题2-1：2.6g尿素CO(NH2)2溶于50g水中，计算此溶液的凝固点和沸点。M(尿素)=60g﹒mol-1尿素的质量摩尔浓度：1-3kgmol86.0105060/6.2b解：由△Tf=Kf·bB=1.86×0.86=1.62K由△Tb=Kb·bB=0.52×0.86=0.45K溶液的沸点T=373.15+0.45＝373.6K溶液的凝固点T=273.15-1.62＝271.53K因此，答：溶液的沸点为373.6K，溶液的凝固点为271.53K。化学干燥剂(能吸收水分并常伴有化学反应的物质)，如CaO、CaCl2、P2O5等。(3)制作干燥剂CaClHOCaClHOPOHOHPOCaOHOCaOH222225234226632()干燥原理：利用蒸气压下降。物理干燥剂(能吸收水分但不伴有化学反应)。其干燥原理是依靠吸附作用来除去潮湿物质中的水分子，如变色硅胶。(4)制作防冻剂和制冷剂防冻原理：凝固点下降。如：冬天汽车水箱中加入的乙二醇、甘油等物质冬天水泥砂浆中加入食盐、CaCl2等物质(5)海水淡化、工业废水或污水处理和溶液浓缩等利用反渗透的原理制冷原理：混合物从外界吸热,冰部分融化,冰水共存,应为零度,水将NaCl溶解,形成溶液,冰点低于零度,故冰将继续融化吸水。理论上可获得-22℃。本节小结p=p*·xBa.蒸气压下降b.沸点上升c.凝固点下降d.渗透压VRTnBⅡ=bT=Kb·bBfT=Kf·bB1.掌握稀溶液四个依数性的概念和计算。2.理解溶液四个依数性产生的原因，了解各自的应用。ChapterⅡ作业No.1：P91页计算题40，41。