水溶液化學(xué)水溶液通性

水溶液化學(xué)水溶液通性第一頁，共四十三頁，2022年，8月28日§3—1溶液的通性第二頁，共四十三頁，2022年，8月28日§3－1溶液的通性一、溶液濃度的表示方法物質(zhì)(B)的量nB(單位：mol)物質(zhì)(B)的摩爾質(zhì)量MB(單位：kg·mol-1或g·mol-1

)物質(zhì)(B)的質(zhì)量為mB(單位：g)則：

例如:M(H2SO4)=0.098kg·mol-1=98g·mol-1；當(dāng)選擇不同基本單元時(shí)，有MaB=aMB

第三頁，共四十三頁，2022年，8月28日§3－1溶液的通性一、溶液濃度的表示方法1.物質(zhì)的量濃度cB，常用單位:mol·L-1

1升溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，稱為物質(zhì)的量濃度，簡稱摩爾濃度或濃度。

因MaB=aMB則即

M、n、

c

都已基本單元是aB或B有關(guān)。第四頁，共四十三頁，2022年，8月28日§3－1溶液的通性一、溶液濃度的表示方法2.質(zhì)量摩爾濃度bB，常用單位:mol·kg-1

1kg溶劑A中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量（nB），稱為溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度.3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)WB（或百分?jǐn)?shù)，無單位）mB為溶質(zhì)B的質(zhì)量，

mA為溶劑A的質(zhì)量第五頁，共四十三頁，2022年，8月28日二、非電解質(zhì)稀溶液的通性——依數(shù)性非電解質(zhì)稀溶液性質(zhì)只與溶液中溶質(zhì)粒子數(shù)(nB)有關(guān)，而與溶質(zhì)本性無關(guān)，包括溶液蒸氣壓降低、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和具有滲透壓，且溶液越稀，其依數(shù)性的規(guī)律性越強(qiáng)。依數(shù)性如下：1、溶液的蒸氣壓降低：p=p*·xB

拉烏爾定律2、溶液的凝固點(diǎn)下降：tf=Kf·bB

拉烏爾定律推論一3、溶液的沸點(diǎn)上升：

tb=Kb·bB

拉烏爾定律推論二4、溶液的滲透壓：П=c·RT≈bB·RTR=8.314kPa·L·mol-1·K-1§3－1溶液的通性第六頁，共四十三頁，2022年，8月28日

p為溶液中溶劑的蒸氣壓，pA*為純?nèi)軇┑恼魵鈮?，xA、xB分別為溶劑及溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。1、蒸氣壓下降——拉烏爾定律在溶劑A中加入非揮發(fā)性溶質(zhì)B形成二組分稀溶液，則溶劑A的蒸氣壓會(huì)下降。這是造成凝固點(diǎn)下降、沸點(diǎn)升高和滲透壓的根本原因。蒸氣壓會(huì)下降量：法國物理學(xué)家拉烏爾在1887年根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出

第七頁，共四十三頁，2022年，8月28日

2、凝固點(diǎn)降低——拉烏爾定律推論一

tf=tfo-tf=Kf·bB(℃)

或Tf=Tfo-Tf=Kf·bB,

T=273+t(K)tfo是指純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)，tf是指溶液中溶劑的凝固

tf是指凝固點(diǎn)降低值，單位：℃或K凝固點(diǎn)降低常數(shù)Kf(℃·kg·mol-1或K·kg·mol-1)與溶劑性質(zhì)有關(guān)，可查表得。水的Kf=1.86℃·kg·mol-1

質(zhì)量摩爾濃度bB(mol·kg-1),只與溶液中溶質(zhì)粒子數(shù)(nB)有關(guān)，而與溶質(zhì)本性無關(guān)。

所以凝固點(diǎn)降低值⊿tf,只與溶液中溶質(zhì)粒子數(shù)(nB)有關(guān),而與溶質(zhì)本性無關(guān)。二、非電解質(zhì)稀溶液的通性——依數(shù)性第八頁，共四十三頁，2022年，8月28日

3、沸點(diǎn)升高——拉烏爾定律推論二

tb=tb-tbo=Kb·bB(℃)

或Tb=Tb-Tbo=Kb·bB,

T=273+t(K)tbo是指純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)，tb是指溶液的沸點(diǎn),tb是指沸點(diǎn)升高值，單位：℃或K沸點(diǎn)升高常數(shù)Kb(℃·kg·mol-1或K·kg·mol-1)與溶劑性質(zhì)有關(guān)，可查表得。水的Kb=0.512℃·kg·mol-1

質(zhì)量摩爾濃度bB(mol·kg-1),只與溶液中溶質(zhì)粒子數(shù)(nB)有關(guān)，而與溶質(zhì)本性無關(guān)。

所以沸點(diǎn)升高值⊿tb,只與溶液中溶質(zhì)粒子數(shù)(nB)有關(guān),而與溶質(zhì)本性無關(guān)。

二、非電解質(zhì)稀溶液的通性——依數(shù)性第九頁，共四十三頁，2022年，8月28日4、具有滲透壓如圖所示，在半透膜左邊放純?nèi)軇?，右邊放溶液。只有溶劑水能透過半透膜。所以溶劑有自左向右滲透的傾向，為了阻止溶劑滲透，需在右邊施加額外壓力，這個(gè)額外施加的壓力就定義為滲透壓。所以，滲透壓也是溶劑向溶液或低濃度向高濃度滲透的壓力。二、非電解質(zhì)稀溶液的通性——依數(shù)性第十頁，共四十三頁，2022年，8月28日4、溶液的滲透壓：П=c·RT≈bB·RT絕對(duì)溫度T=273+t(K),溫度t(℃);滲透壓П(kPa)氣體摩爾常數(shù)R=8.314kPa·L·mol-1·K-1

≈8.314kPa·kg·mol-1·K-1物質(zhì)的量濃度cB(mol·L-1)，質(zhì)量摩爾濃度bB(mol·kg-1),二、非電解質(zhì)稀溶液的通性——依數(shù)性質(zhì)量摩爾濃度bB(mol·kg-1),只與溶液中溶質(zhì)粒子數(shù)(nB)有關(guān)，而與溶質(zhì)本性無關(guān)。

所以溶液的滲透壓只與溶液中溶質(zhì)粒子數(shù)(nB)有關(guān),而與溶質(zhì)本性無關(guān)。

第十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日電解質(zhì)溶液的依數(shù)性：⊿p′，⊿tf′，⊿tb′，П′

根據(jù)非電解質(zhì)的依數(shù)性⊿p、⊿tf

、⊿tb

、П進(jìn)行修正⊿p′=i·⊿p；⊿tf′=i·⊿tf；⊿tb′

=i·⊿tb；П′=i·Пi＞1且i隨電解質(zhì)本性及濃度的不同而不同因?yàn)楸碛^濃度即活度α=γ·c，與真實(shí)濃度c不同，所以i不等于強(qiáng)電解質(zhì)粒子增加的倍數(shù)，如:Na2SO4溶液i≠3，i＜3NaCl溶液i≠2

，i＜2三、電解質(zhì)溶液的通性第十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日對(duì)于同濃度bB的溶液來說其通性比較：（1）蒸氣壓PA、凝固點(diǎn)tf：非電解質(zhì)＞弱電解質(zhì)＞AB型強(qiáng)電質(zhì)＞

A2B型或AB2型強(qiáng)電質(zhì)（2）沸點(diǎn)tb

、滲透壓

：非電解質(zhì)＜弱電解質(zhì)＜AB型強(qiáng)電質(zhì)＜A2B型或AB2型強(qiáng)電質(zhì)例如：濃度均為0.1mol·kg-1的下列溶液，凝固點(diǎn)tf：tf(葡萄糖溶液)＞tf(醋酸溶液)＞tf(NaCl溶液)＞tf(Na2SO4溶液)；沸點(diǎn)tb相反

即相同質(zhì)量摩爾濃度的鹽水比糖水更難結(jié)冰

§3－1溶液的通性第十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日四、溶液依數(shù)性的應(yīng)用1、解釋現(xiàn)象：（1）冬天吃的火鍋溫度高?！芤旱姆悬c(diǎn)升高（2）冬天汽車水箱中加乙二醇作防凍劑，海水較河水難結(jié)冰?！芤旱哪厅c(diǎn)降低（3）植物的防寒（凝固點(diǎn)降低）抗旱（蒸氣壓降低）能力——溫度變化時(shí)，變冷或變熱，植物體都會(huì)強(qiáng)烈產(chǎn)生可溶性碳水化合物，體液濃度增加，凝固點(diǎn)降低，蒸氣壓降低。（4）某些固體物質(zhì)在空氣中易吸收水分而潮解，常用作干燥劑，如氯化鈣、五氧化二磷等。

是和溶液蒸氣壓下降有關(guān)?！?－1溶液的通性第十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日四、溶液依數(shù)性的應(yīng)用1、解釋現(xiàn)象：（5）冬季在積雪或結(jié)冰的路上撒鹽，達(dá)到路面除雪的目的，因溶液的凝固點(diǎn)降低，冰雪溶解。（6）食鹽和冰的混合物是常用的制冷劑，可達(dá)-10℃，用冰與氯化鈣的混合液作制冷劑?？蛇_(dá)-50℃。由于凝固點(diǎn)下降，（7）物質(zhì)因含有雜質(zhì)而熔點(diǎn)比純組分要低，例如：氯化鋇的熔點(diǎn)為963℃，氯化鈉的熔點(diǎn)為801℃，而77.5%的氯化鋇和22.5%的氯化鈉的混合鹽的熔點(diǎn)則下降到630℃?！捎谀厅c(diǎn)下降，§3－1溶液的通性第十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日四、溶液依數(shù)性的應(yīng)用1、解釋現(xiàn)象：（8）海水魚不能生活在淡水里，否則易被脹死?！獫B透壓作用，海水魚濃度大，淡水會(huì)向魚體滲透。（9）農(nóng)作物施肥后必須立即澆水，否則易被燒死；鹽堿地不利于作物生長?！獫B透壓作用，土壤濃度大，作物的水分會(huì)向外滲透而使作物失水。（10）動(dòng)植物體液和細(xì)胞液的輸送，水分從根部被輸送到幾十米高的頂部?！獫B透壓作用，植物細(xì)胞汁的滲透壓可達(dá)2000kPa，所以，水分會(huì)不斷從根部的低濃度向頂端的高濃度滲透?！?－1溶液的通性第十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日四、溶液依數(shù)性的應(yīng)用1、解釋現(xiàn)象：（11）炒冬瓜、調(diào)黃瓜，一撒鹽就有很多水流出。（12）人體在正常情況下，血液和細(xì)胞液的滲透壓大小相近，血液平均滲透壓約為780kPa,

發(fā)燒時(shí)，由于體內(nèi)水分大量蒸發(fā)，血液濃度增加，其滲透壓加大，若此時(shí)不及時(shí)補(bǔ)充水分，細(xì)胞中的水分就會(huì)因?yàn)闈B透壓低而向血液滲透，于是就會(huì)造成細(xì)胞脫水，給生命帶來危險(xiǎn)，所以人體發(fā)高燒時(shí)，需要及時(shí)喝水或靜脈注射與細(xì)胞液等滲透壓的0.9%的NaCl生理鹽水或5.0%葡萄糖溶液——等滲液來補(bǔ)充水分?！?－1溶液的通性第十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日四、溶液依數(shù)性的應(yīng)用1、解釋現(xiàn)象：（13）反滲透：應(yīng)用一種強(qiáng)度足以經(jīng)受所用的高壓力，同時(shí)又只能讓水分子透過，不讓待處理水中雜質(zhì)離子透過的薄膜，即半透膜，在相當(dāng)大的外加壓力下（高于溶液滲透壓），能將純水從含雜質(zhì)粒子的海水或廢水中分離出來。反滲透法的應(yīng)用：海水淡化；廢水的處理及回收；溶液濃縮等。（外加壓力常需要大于50kPa）§3－1溶液的通性第十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日四、溶液依數(shù)性的應(yīng)用例1

：293.15K時(shí)水的蒸氣壓是2.4kPa，將114g

蔗糖溶于1000g水中，溶液的蒸氣壓降低了0.015kPa。求蔗糖的分子量。

蔗糖的分子式C12H22O11，理論分子量342.3，因要將蒸氣壓測準(zhǔn)很難，故多用其它依數(shù)性求分子量M?！?－1溶液的通性第十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日四、溶液依數(shù)性的應(yīng)用例2、溶解0.324g的S與4.00g的C6H6中，使C6H6的沸點(diǎn)上升了0.81℃，問此溶液中的硫分子由幾個(gè)原子組成？解：設(shè)此溶液中的硫分子由x個(gè)S原子組成，則其摩爾質(zhì)量為32xg/mol。

tb=tb-tbo=Kb·bB查表知C6H6的Kb為2.53℃kg/mol

§3－1溶液的通性所以

x=8第二十頁，共四十三頁，2022年，8月28日四、溶液依數(shù)性的應(yīng)用例3、為了防止水箱結(jié)冰，可加入甘油以降低其凝固點(diǎn)，如需使凝固點(diǎn)降低到-3.15℃，在100g水中應(yīng)加入甘油多少g（已知甘油的分子量為92，水的℃·kg/mol）解：§3－1溶液的通性所以℃第二十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日例4：101mg胰島素溶于10cm3水中，該溶液在25℃時(shí)的滲透壓為4.34kPa，求（1）胰島素的摩爾質(zhì)量；（2）溶液蒸汽壓下降（已知在25℃時(shí)，水的飽和蒸汽壓為3.17kPa）。解：（1）所以（2）四、溶液依數(shù)性的應(yīng)用第二十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日例1

判斷及選擇題（補(bǔ)充）（1）難揮發(fā)非電解質(zhì)溶液在不斷沸騰時(shí)，溶液的沸點(diǎn)是恒定的。（×）（因不斷沸騰時(shí)bB變化）（2）難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性不僅與溶液濃度成正比而且與溶質(zhì)的種類有關(guān)。（×）（3）難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液在凝固時(shí)實(shí)際上是溶劑分子凝固。（√）§3－1溶液的通性第二十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日例1

判斷及選擇題（補(bǔ)充）（4）植物在較高溫度下耐干旱是因?yàn)榧?xì)胞液的蒸氣壓下降所致。（√）（5）⊿tb=Kb·bB，故bB=0.1mol·kg-1

的甘油和K2SO4水溶液的⊿tb相等。（×）（6）相同質(zhì)量摩爾濃度的糖水和鹽水，鹽水的凝固點(diǎn)更低。（√）§3－1溶液的通性第二十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日（7）葡萄糖與蔗糖的混合水溶液(總的質(zhì)量摩爾濃度為bB)的沸點(diǎn)與質(zhì)量摩爾濃度為bB的尿素水溶液的沸點(diǎn)不同。(×)（8）相同溫度下，0.1%的下列溶液中沸點(diǎn)最高的是(A.葡萄糖（C6H12O6）B.蔗糖（C12H22O11）C.核糖（C5H10O5）D.甘油（C3H6O3）√§3－1溶液的通性例1

判斷及選擇題（補(bǔ)充）第二十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日（9）制備1mol·L－1下列溶質(zhì)的水溶液，并測定它們的沸點(diǎn)，哪一種溶液的沸點(diǎn)最高()。A.MgSO4 B.Al2(SO4)3C.K2SO4D.C6H5SO3H√§3－1溶液的通性例1

判斷及選擇題（補(bǔ)充）（10）溫度相同時(shí)，下列溶液滲透壓最小的是()。A.0.01mol·L－1

甘油B.0.01mol·L－1HAcC.0.01mol·L－1NaClD.0.05mol·L－1

蔗糖√第二十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日√√（12）如果下列溶液的濃度相同，沸點(diǎn)逐漸減少的順序?yàn)?)。①M(fèi)gSO4

，②Al2(SO4)3，③K2SO4

，④C6H12O6A.①②③④ B.④③②①C.②③①④ D.③②①④（11）難揮發(fā)物質(zhì)的水溶液，在不斷沸騰時(shí)，它的沸點(diǎn)是()。A.繼續(xù)升高 B.恒定不變C.繼續(xù)下降D.無法確定§3－1溶液的通性例1

判斷及選擇題（補(bǔ)充）第二十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日

醫(yī)學(xué)上輸液時(shí)要求輸入的液體和血液的滲透壓相等。等滲液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的生理鹽水和5%的葡萄糖溶液

如果輸液時(shí)用非等滲液可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果：若輸入液體滲透壓小于血液的滲透壓—低滲液，水會(huì)向細(xì)胞內(nèi)滲透使細(xì)胞腫脹甚至破裂，醫(yī)學(xué)上稱為溶血；若輸入液體滲透壓大于血液的滲透壓——高滲液，血紅細(xì)胞內(nèi)的水會(huì)向外滲透使細(xì)胞皺縮，從懸浮狀態(tài)中沉降下來，醫(yī)學(xué)上稱為血漿分離）?！?－1溶液的通性第二十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日例2

臨床上用的葡萄糖等滲液的⊿tf=0.543℃，計(jì)算葡萄糖溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和血液的滲透壓。已知：水的Kf=1.86℃·kg·mol-1，葡萄糖的M=180g·mol-1血液的溫度為37℃。解：⊿tf=Kf·bB，則bB=0.543℃/1.86℃·kg·mol-1=0.292mol·kg-1，（1）1kg水中，nB=0.292mol，

mB=0.292mol×180g·mol-1=52.56g，

wB=52.56/(1000+52.56)=4.993%(2)П(血液)=П(葡萄糖)=cBRT≈bBRT=753kPa

（T=273+37=310K;R=8.314kPa·kg·mol-1·K-1

）第二十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日例3、2.60g尿素溶于50.0g水中，試計(jì)算此溶液的凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)。已知[CO(NH2)2]的摩爾質(zhì)量為60.0g·mol-1。解:質(zhì)量摩爾濃度得△Tb=Kb·bB=0.52×0.866=0.45(K)則沸點(diǎn)為

Tb=373.15+0.45=373.60(K)△Tf=Kf·bB=1.86×0.866=1.61(K)則凝固點(diǎn)為

Tf=273.15-1.61=271.54(K)

§3－1溶液的通性第三十頁，共四十三頁，2022年，8月28日例4、有一蛋白質(zhì)的飽和水溶液，每升含有蛋白質(zhì)5.18g，已知在298.15K時(shí)，溶液的滲透壓為413Pa，求此蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。解：根據(jù)公式：π=cBRT=mRT/(MBV)得即該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為30596?！?－1溶液的通性R=8.314J·mol-1·K-1=8.314kPa·L·mol-1·K-1第三十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日例5

某水溶液沸點(diǎn)是100.28℃，求：(1)該溶液的凝固點(diǎn)；(2)已知25℃時(shí)純水蒸氣壓為3167.73Pa，該溫度下溶液的蒸氣壓；(3)0℃時(shí)此溶液的滲透壓力。(2)(3)解：(1)§3－1溶液的通性第三十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日表面活性劑是指在溶劑中加入很少量即能顯著降低溶劑表面張力、改變體系界面狀態(tài)的物質(zhì)。表面活性劑可以產(chǎn)生潤濕或反潤濕、乳化或破乳、分散或凝集、起泡或消泡、增溶等一系列作用。素有“工業(yè)味精”之美稱，廣泛應(yīng)用于洗滌劑、紡織、皮革、造紙、塑料、橡膠、農(nóng)藥、冶金、礦業(yè)、醫(yī)藥、建筑、化妝品等工業(yè)，是精細(xì)化工最重要的產(chǎn)品之一。五、表面活性劑溶液第三十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日水油（a）水油（b）O/W型

W/O型

乳狀液定義：兩種互不相溶的液體在表面活性劑作用下，一種液體均勻分散在另一液體中形成乳狀液乳狀液分類：O/W（油/水）型和W/O（水/油）型第三十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日表面活性劑分子通常是含8個(gè)碳原于以上的有機(jī)物質(zhì)，它們的表面活性和分子結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。一般來說，表面活性劑分子是由親油基及親水基這樣兩個(gè)性質(zhì)完全不同的部分組成。表面活性劑分子由于既含親油基，也含親水基，因而具有兩親性，但是需要注意，并非兩親性分子都是表面活性劑。例如丁酸鈉雖然是兩親性分子，但不具有表面活性，因而不是表面活性劑。實(shí)踐表明，性能優(yōu)良的表面活性劑．其親油部分應(yīng)是C10~C18的兩親分子。五、表面活性劑溶液第三十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日五、表面活性劑溶液第三十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日表面活性劑的分類通常采用按化學(xué)結(jié)構(gòu)來分類，分為離子型和非離子型兩大類，離子型中又可分為陽離子型、陰離子型和兩性型表面活性劑。顯然陽離子型和陰離子型的表面活性劑不能混用，否則可能會(huì)發(fā)生沉淀而失去活性作用。1.離子型2.非離子型表面活性劑

陽離子型陰離子型兩性型小極性頭大極性頭第三十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日一、增溶作用表面活性劑在水溶液中形成膠束后，能使不溶或微溶于水的有機(jī)物的溶解度顯著增大，這種作用稱為增溶作用。表面活性劑的一些重要作用第三十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日二、濕潤和滲透表面活性劑可以改變液體對(duì)固體的潤濕性，當(dāng)固體是憎水時(shí)，加入表面活性劑，親油基和親油性的表面結(jié)合，在表面上形成一層吸附層?；钚詣┑挠H水基朝向液體，這樣表面就被變?yōu)橛H液的了。反之，若固體是親水的，活性劑的親水基和親水性表面結(jié)合，而親油基朝外，這樣表面變成了親油性。能使固體表面產(chǎn)生潤濕性轉(zhuǎn)化的活性劑，稱為潤濕劑。滲透是指液體進(jìn)入多孔性固體介質(zhì)中的過程。當(dāng)固體表面是憎液表面時(shí)，θ＞90°，液體難以滲透進(jìn)去，加入表面活性劑(潤濕劑)使表面的潤濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)，成為親液性的，液體就可很容易地滲透進(jìn)去。具有這種作用的表面活性劑也叫滲透劑。表面活性劑的一些重要作用第三十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日三、分散和絮凝表面活性劑可以提高固體在液體中的分散性，也可降低分散性使之絮凝。例如，當(dāng)固體是憎水性的，在水中界面能太高而難以分散時(shí)，加入表面活性劑，活性劑分子在固體表面吸附，親油