溶液的濃度和溶解度

1、第8章 水溶液18-1 溶液的濃度和溶解度8-2 非電解質(zhì)稀溶液通性8-3 電解質(zhì)溶液習(xí)題28-1 溶液的濃度和溶解度一、溶液的濃度物質(zhì)的量濃度質(zhì)量摩爾濃度質(zhì)量分數(shù)摩爾分數(shù)3二、溶解度一定溫度和壓力下溶質(zhì)在一定量溶劑中形成飽和溶液時，被溶解的溶質(zhì)的量稱為該溶質(zhì)的溶解度。溫度對固體溶質(zhì)的溶解度有明顯的影響。壓力則幾乎沒有影響。因此，討論固體溶質(zhì)的溶解度大必須標明溫度。絕大多數(shù)固體的溶解度隨溫度升高而增大，但個別也有減小的。過飽和溶液:溶液中固體溶質(zhì)的量超過它的溶解度，這種溶液稱為過飽和溶液。過飽和溶液一般是較高溫度的飽和溶液冷卻形成的。4氣體的溶解度一般用單位體積的溶液中氣體溶解的質(zhì)量或物質(zhì)的量

2、表示。早在200年前的1801年，英國人亨利就揭示了這些事實中蘊涵著的規(guī)律，即亨利定律：氣體的溶解度與氣體的分壓呈正比?？杀硎緸椋?p=Kx（或p=Kc、p=K”m）式中的比例常數(shù)K稱為亨利系數(shù)。5三、相似相溶原理由于溶質(zhì)與溶劑的品種繁多，性質(zhì)千差萬別，導(dǎo)致溶質(zhì)與溶劑相互關(guān)系的多樣性，因此，想得到溶解度的普遍規(guī)律是很困難的。但籠統(tǒng)地講，溶解過程的一般規(guī)律是相似相溶。具體地說：溶質(zhì)分子與溶劑分子的結(jié)構(gòu)越相似，相互溶解越容易。溶質(zhì)分子的分子間力與溶劑分子的分子間力越相似，越易互溶。68-2 非電解質(zhì)稀溶液通性 溶質(zhì)溶解在溶劑中形成溶液,溶液的性質(zhì)已不同于原來的溶質(zhì)和溶劑,這種性質(zhì)上的變化可分為兩類

3、: 第一類由溶質(zhì)本性不同所引起。如酸堿性、導(dǎo)電性、顏色、味道等。 第二類由溶質(zhì)數(shù)量不同所引起。如蒸氣壓、沸點、凝固點、滲透壓等。稀溶液的依數(shù)性(通性): 稀溶液的某些性質(zhì)只與溶質(zhì)的粒子數(shù)目有關(guān),而與溶質(zhì)的本性無關(guān),這一類性質(zhì)稱為稀溶液的依數(shù)性。 7 難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性pB*一、溶液的蒸氣壓下降1.純?nèi)軇┑恼魵鈮?在一定溫度下,某溶劑的飽和蒸氣所產(chǎn)生的壓力稱為該溫度下溶劑的飽和蒸氣壓,簡稱蒸氣壓。 蒸氣壓大的物質(zhì)稱為易揮發(fā)性物質(zhì); 蒸氣壓小的物質(zhì)稱為難揮發(fā)性物質(zhì)。8 2.溶液的蒸氣壓p nA ,nB + nA nB， 因此 在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降，近似地與溶液的

4、質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的種類無關(guān)。這是拉烏爾定律的另一種表達形式。 13例：計算0.05mol/L蔗糖溶液100時的飽和蒸氣壓？解:14 二、 溶液的沸點上升和凝固點下降 沸點：液體蒸氣壓等于外界大氣壓力時的溫度Tb。凝固點：物質(zhì)的液相蒸氣壓和固相蒸氣壓相等時的溫度,即固相和液相平衡共存時的溫度Tf。 沸點上升和凝固點下降左圖：3條曲線：AB（水的蒸氣壓曲線），AB（溶液的蒸氣壓曲線），AA (冰的蒸氣壓曲線）15 由該圖可以看出，溶液的蒸氣壓下降，導(dǎo)致溶液的沸點上升、凝固點下降。 定量關(guān)系:凝固點下降值：T f =T f * T fT b = k b mT f = k f m沸點上升值

5、：Tb = T b T b* kb摩爾沸點上升常數(shù) ; kf 摩爾凝固點下降常數(shù) kb 、 kf只與溶劑的性質(zhì)有關(guān)，單位：Kkgmol-1。 （見p302表8-4，表8-6 ）16 因此，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點上升和凝固點下降與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比，與溶質(zhì)的本性無關(guān)。應(yīng)用: 計算溶液的沸點（Tb）和凝固點（Tf）。 測MA 日常生活中的應(yīng)用 如：植物為什么表現(xiàn)出一定的抗旱性和耐寒性？ 又如：冬天在汽車水箱里加少量甘油或乙二醇，防止水箱里的水結(jié)冰。17例:將2.6g尿素CO(NH2)2溶于100.0g水中,計算此溶液在標準壓力下的沸點和凝固點?(M CO(NH2)2=60.0gmol-1

6、)解18例：取0.749g某氨基酸溶于50.0g水中，測得其凝固點為-0.188，試求該氨基酸的摩爾質(zhì)量解：19三、溶液的滲透壓蔗糖溶液純水半透膜 產(chǎn)生滲透壓示意圖20滲透作用:溶劑分子通過半透膜進入溶液使溶液變稀的現(xiàn)象稱為滲透作用。滲透壓:為了保持滲透平衡，液柱所產(chǎn)生的靜水壓稱為該溶液的滲透壓。單位：Pa或kPa。蔗糖溶液純水半透膜21范特霍夫定律 難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶液物質(zhì)的量濃度c和溫度T成正比,而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。 （R=8.314kPaLK-1mol-1） 產(chǎn)生滲透壓的條件：存在半透膜半透膜兩側(cè)溶液濃度不同。 蔗糖溶液純水半透膜 即: = cRT22滲透作用的應(yīng)用： 測定

7、大分子的MA； 動植物生理功能； 海水淡化，污水處理（反滲技術(shù)）。思考題：1.參天的大樹，如何從土壤中吸收水分？2.施肥過多，植物會燒死嗎？3.淡水魚游到海水中能活嗎？23例:20時，將1.00g血紅素溶于水中,配制成100mL溶液,測得其滲透壓為0.366Kpa，求血紅素的摩爾質(zhì)量.解:24電離度：電離的百分率強電解質(zhì) - 理論上電離 但溶液導(dǎo)電性實驗表明，強電解質(zhì)在溶液中的電離度都小于100%，即表觀電離度都小于100%。8-3 電解質(zhì)溶液表8-7 強電解質(zhì)的表觀解離度(298K, 0.10 molL-1 )電解質(zhì) KCl ZnSO4 HCl HNO3 H2SO4 NaOH Ba(OH)2

8、表觀解離度/%86 40 92 92 61 91 81251923年，Debye 及Hckel提出離子氛（ionic atmosphere）概念。觀點：強電解質(zhì)在溶液中是完全電離的，但是由于離子間的相互作用，每一個離子都受到相反電荷離子的束縛，這種離子間的相互作用使溶液中的離子并不完全自由，其表現(xiàn)是： 溶液導(dǎo)電能力下降，電離度下降等等。+-+在強電解質(zhì)溶液中，一種離子被異號離子所包圍的現(xiàn)象稱為離子氛。 由于離子氛使離子的運動受到相互牽制。261、活度與活度系數(shù)活度：是指有效濃度，即單位體積電解質(zhì)溶液中表現(xiàn)出來的表觀離子有效濃度，即扣除了離子間相互作用的濃度。以a （activity）表示。 f

9、：活度系數(shù)，濃溶液中，f 1； 極稀溶液中，f 接近1 某離子的活度系數(shù)不僅受它本身的濃度和電荷的影響，也受溶液中其他離子的濃度及電荷的影響，為了表征這些影響，引入離子強度的概念。272、離子強度ci：溶液中第i種離子的濃度， Zi：第i種離子的電荷。離子強度I表示了離子在溶液中產(chǎn)生的電場強度的大小。離子強度越大，正負離子間作用力越大。28例題 計算含0.1 molL-1 HCl和0.1 molL-1 CaCl2混合溶液的離子強度。解: 溶液中各離子濃度(molL-1 ):H+=0.1 Ca2+=0.1 Cl-=0.3I=1/2ciZi2 =(0.112 + 0.122 + 0.312) =0.429p307表8-8數(shù)據(jù)表明： 離子強度越大，離子間相互作用越顯著， 活度系數(shù)f越??； 離子強度越小，活度系數(shù)f約為1。稀溶液接近理想溶液，活度近似等于濃度。 離子電荷越大，相