无机化学01溶液

Logo南京医科大学药学院许贯虹第一章溶液Logo两种或两种以上物质彼此以分子或离子状态均匀混合所形成的体系固－液气－液液－液Logo溶液的分类物态：气态溶液、固态溶液、液态溶液溶质导电性：电解质溶液和非电解质溶液气态溶液：空气（21％O2，78％N2，1％CO2……）液态溶液：氨水、NaCl水溶液固态溶液：合金－钢（Fe、C、Mn、Ni）黄铜（Cu、Zn）Logo第一节溶解－形成溶液溶解过程是一个物理化学过程，常伴随能量和体积变化。物质溶解于溶剂，首先是溶质分子的分解和扩散过程，该过程需要吸收热量，随之溶质分子和溶剂分子作用，形成溶剂化分子，放出热量水合作用（hydration）Logo溶解度和“相似相溶”指定温度下，单位体积饱和溶液所含有的溶质的量（g或mol）溶解度（solubility）相似相溶极性相似的物质彼此容易相互溶解SaturatedSolution:当沉淀与溶解达到平衡时的溶液Logo区分：浓度与溶解度浓度（concentration）溶液中溶剂和溶质的相对含量溶解度（solubility）饱和溶液中溶剂和溶质的相对含量Logo物质的量(amountofsubstance)：表示微观物质数量的基本物理量。符号：nB单位：摩尔(mol)BBBMmn一、物质的量浓度摩尔：是一系统的物质的量，该系统中所包括的基本单元数(elementaryentity)与0.012kg12C的原子数目（阿伏加德罗常数）相等Logo摩尔质量(g·mol-1)在数值上等于原子:相对原子质量Ar分子:相对分子质量Mr单位1Logo“摩尔”和“打”单位名称基本单元数量物质的量（摩尔）摩尔1分子C6H12O6L个摩尔1分子C6H12O61.5L个摩尔1/2H2SO42L个打1个苹果18个苹果打2个苹果36个苹果1摩尔C6H12O61.5摩尔C6H12O62摩尔(1/2H2SO4)1.5打苹果1.5打(2个苹果)Logo注意：系统的基本单元基本单元质量(g)摩尔质量(g·mol-1)物质的量(mol)H2SO42H2SO4½H2SO4989898981964910.52Logo物质的量(mol,mmol)混合物体积(m3,L,mL)单位：SImol·m-3常用mol·L-1,mmol·L-1等等Logo基本单元质量(g)物质的量(mol)物质的量浓度(mol·L-1)H2SO4982H2SO498½H2SO498*溶液体积均为0.5L10.52214)B(1)B(cxxcLogo例题溶解于水，配成500mL溶液，其浓度表示正确的是A.c(NaOH)=1.6mol·L-1B.c[½(NaOH)]=1.6mol·L-1C.c[½(NaOH)]=0.4mol·L-1D.氢氧化钠的浓度为0.8mol·L-1√Logo【例1-1】计算5.3g无水碳酸钠的物质的量：(1)以Na2CO3为基本单元；(2)以1/2Na2CO3为基本单元。(2)m(1/2Na2CO3)=5.3gM(1/2Na2CO3)=1/2M(Na2CO3)=53g·mol-1结论：同一系统的物质，基本单元不同时，物质的量就不同。n(Na2CO3)=1063.5=0.05(mol)=0.10(mol)解：(1)m(Na2CO3)=5.3gM(Na2CO3)=106g·mol-1Logo二、质量浓度(massconcentration)定义：溶质B的质量mB除以溶液的体积VVmρBB单位：SIkg·m-3常用g·L-1，g·mL-1ρB与cB的关系：ρB＝cBMB符号：ρBLogoρB（质量浓度）与d（密度）的区别：符号M（质量）适用范围（固？液？气？）Logo三、质量摩尔浓度(molality)定义：溶质B的物质的量除以溶剂的质量ABBmnb符号：bB单位：mol·kg-1不受温度的影响，在物理化学中常用与物质的量浓度相比，分母中是溶剂的质量而不是溶液的体积。稀的水溶液中，物质的量浓度与质量摩尔浓度在数值上近似相等Logo四、摩尔分数定义：物质B的物质的量与混合物的物质的量之比iinxBB符号：xB溶质B和溶剂A双组分溶液：BABBnnnxBAAAnnnxxA+xB=1Logo五、质量分数物质B的质量混合物的质量ωB(HCl)=0.35表示100gHCl溶液中含35g纯HClLogo六、体积分数物质B在某温度和压力下的体积混合物在该温度和压力下的体积φ(C2H5OH)=5%，表示该溶液是纯乙醇5ml加水至100ml配制而成。Logo＝nB/Vmol·L-1ρBρB＝mB/Vg·L-1bBbB=nB/mAmol·kg-1xBxB=nB/(nA+nB)1ωBωB=mB/m1φBφB＝VB/V1总结Logo稀溶液的依数性(Colligativeproperties)：溶液的一类性质，只与溶液中所含溶质粒子的浓度有关而与溶质本身的性质无关Logo稀溶液依数性的内容：蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和溶液的渗透压适用范围：难挥发性非电解质的稀溶液Logo一、溶液的蒸气压下降（一）蒸气压ABCDH2O(l)蒸发H2O(g)凝聚Logo饱和蒸气压（vaporpressure)饱和蒸气压：一定温度下饱和蒸气具有的压强，简称蒸气压饱和蒸气：与液相处于动态平衡的气体Logo影响蒸气压的因素本性一定温度下，不同的物质有不同的蒸气压温度温度越高，蒸气压越大同温度下，蒸气压小的物质称为难挥发性物质Logo固体也有蒸气压，大多数固体的蒸气压都很小蒸气压大的固体易发生升华现象冰、碘、樟脑、萘等Logo（二）溶液的蒸气压下降含有难挥发性溶质溶液的蒸气压总是低于同温度纯溶剂的蒸气压溶液中溶剂产生的蒸气压Logo溶液蒸气压下降的原因当溶剂的部分表面被溶质所占据时，在单位时间逃逸出液面的溶剂分子就相应减少，结果达到平衡时，溶液的蒸气压必然比纯溶剂的蒸气压低。这也是造成凝固点下降、沸点升高的根本原因。渗透压也可以用类似的理论解释。LogoC时，水的饱和蒸气压:p(H2O)=3167.7Pa0.5mol·kg-1葡萄糖水的蒸气压则为:p(H2O)=3135.7Pa1.0mol·kg-1葡萄糖水的蒸气压为:p(H2O)=3107.7Pa结论：溶液的蒸气压比纯溶剂低，溶液浓度越大，蒸气压下降越多Logo拉乌尔定律在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数p=poxAp溶液的蒸气压；po纯溶剂的蒸气压；xA溶剂的摩尔分数，设溶质的摩尔分数为xBFrancoisMarieRaoult(1830-1901)拉乌尔定律只适用于难挥发性非电解质溶液LogoxxB1xppoBxpppooBxppoAxppoLogo对于稀溶液：nAnBAABABBABB/MmnnnnnnxABAAAB/mnMpMmnppooABBmnbBBAKbbMppoLogo=po-p=poxBΔp=po-p=KbBK在一定温度下为常数温度一定时，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关公式的进一步推导Logo小结=poxABxppoBBAKbbMppoLogo例题已知20℃时水的饱和蒸气压为2.338kPa，将17.1g蔗糖(C12H22O11)与3.00g尿素[CO(NH2)2]分别溶于100g水，试计算这两种溶液的质量摩尔浓度和蒸气压分别是多少？Logo=342g·mol-1，溶液的质量摩尔浓度为：b(C12H22O11)=3421.17×1001000=0.500(mol·kg–1)蔗糖溶液的蒸气压：p=p0(H2O)·x(H2O)=2.338×0.991=2.32(kPa)尿素的摩尔质量M=60.0g·mol-1，溶液的质量摩尔浓度：b[CO(NH2)2]=0.6000.3×1001000=0.500(mol·kg–1)H2O的摩尔分数：x(H2O)=500.00.181000.18100=0.991所以尿素溶液中，x(H2O)=0.991，蒸气压p=2.32kPa。Logo密闭容器中放置的纯水和糖水经一段时间后，会有何现象？纯水蔗糖溶液Logo二、溶液的沸点升高沸点：液体的蒸气压等于外压时的温度正常沸点：外压为101.3kPa时液体的沸点水的正常沸点373.0K（一）溶液的沸点Logo（二）溶液的沸点升高溶液的沸点要高于纯溶剂的沸点原因：难挥发性溶质溶液的蒸气压恒低于纯溶剂的蒸气压纯溶